VERKEHRSBEDINGTE IMMISSIONEN - WIRKSAMKEIT EINES TEMPOLIMITS AUF EINER STADTAUTOBAHN IN MÜNCHEN

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1 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Immissionsschutz, Klima, Aerodynamik, Umweltsoftware An der Roßweid 3, D Karlsruhe Telefon: +49 (0) 721 / info.ka@lohmeyer.de URL: Messstelle nach 26, 28 BImSchG VERKEHRSBEDINGTE IMMISSIONEN - WIRKSAMKEIT EINES TEMPOLIMITS AUF EINER STADTAUTOBAHN IN MÜNCHEN Auftraggeber: Bayer. Landesamt für Umwelt Referat "Luftgütemessungen Südbayern Luftreinhaltung beim Verkehr" Bürgermeister-Ulrich-Straße Augsburg Dipl.-Geogr. T. Nagel Dipl.-Ing. W. Schmidt Dipl.-Umweltwiss. A. Friedrich Dr.-Ing. W. Bächlin November 2012 Projekt Berichtsumfang 99 Seiten Büro Dresden: Mohrenstraße 14, Radebeul, Tel.: 0351 / , Fax: 0351 / , info.dd@lohmeyer.de

2 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG I I N H A L T S V E R Z E I C H N I S ERLÄUTERUNG VON FACHAUSDRÜCKEN ZUSAMMENFASSUNG AUFGABENSTELLUNG VORGEHENSWEISE Berechnungsverfahren MISKAM Überschreitungshäufigkeit der Stunden- und Tagesmittelwerte Zusammenfassung der Beurteilungsgrundlagen EINGANGSDATEN Verkehrsdaten Meteorologische Daten Schadstoffhintergrundbelastung EMISSIONEN Messtechnische Erfassung der Verkehrssituationen Vorgehen bezüglich Fahrverhalten Ergebnisse Betrachtete Schadstoffe Methode zur Bestimmung der Emissionsfaktoren Motorbedingte Emissionsfaktoren Nicht motorbedingte Emissionsfaktoren Emissionen pro Fahrzeug Berechnete Emissionen an der Messstelle ERGEBNISSE DER IMMISSIONSBERECHNUNGEN Stickstoffdioxidimmissionen Feinstaubimmissionen (PM 10 ) Diskussion... 63

3 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG II 7 LITERATUR A1 BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFFKONZENTRATIONEN AN KFZ-STRASSEN A2 FEHLERDISKUSSION FÜR IMMISSIONSBERECHNUNG A3 EMISSIONEN DER STRASSENABSCHNITTE Hinweise: Die Tabellen und Abbildungen sind kapitelweise durchnummeriert. Literaturstellen sind im Text durch Name und Jahreszahl zitiert. Im Kapitel Literatur findet sich dann die genaue Angabe der Literaturstelle.

4 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 1 ERLÄUTERUNG VON FACHAUSDRÜCKEN Emission / Immission Als Emission bezeichnet man die von einem Fahrzeug ausgestoßene Luftschadstoffmenge in Gramm Schadstoff pro Kilometer oder bei anderen Emittenten in Gramm pro Stunde. Die in die Atmosphäre emittierten Schadstoffe werden vom Wind verfrachtet und führen im umgebenden Gelände zu Luftschadstoffkonzentrationen, den so genannten Immissionen. Diese Immissionen stellen Luftverunreinigungen dar, die sich auf Menschen, Tiere, Pflanzen und andere Schutzgüter überwiegend nachteilig auswirken. Die Maßeinheit der Immissionen am Untersuchungspunkt ist µg (oder mg) Schadstoff pro m³ Luft (µg/m³ oder mg/m³). Hintergrundbelastung / Zusatzbelastung / Gesamtbelastung Als Hintergrundbelastung werden im Folgenden die Immissionen bezeichnet, die bereits ohne die Emissionen des Straßenverkehrs auf den betrachteten Straßen an den Untersuchungspunkten vorliegen. Die Zusatzbelastung ist diejenige Immission, die ausschließlich vom Verkehr auf dem zu untersuchenden Straßennetz oder der zu untersuchenden Straße hervorgerufen wird. Die Gesamtbelastung ist die Summe aus Hintergrundbelastung und Zusatzbelastung und wird in µg/m³ oder mg/m³ angegeben. Grenzwerte / Vorsorgewerte Grenzwerte sind zum Schutz der menschlichen Gesundheit vom Gesetzgeber vorgeschriebene Beurteilungswerte für Luftschadstoffkonzentrationen, die nicht überschritten werden dürfen, siehe z.b. Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes. Vorsorgewerte stellen zusätzliche Beurteilungsmaßstäbe dar, die zahlenmäßig niedriger als Grenzwerte sind und somit im Konzentrationsbereich unterhalb der Grenzwerte eine differenzierte Beurteilung der Luftqualität ermöglichen. Jahresmittelwert / Kurzzeitwert (Äquivalentwert) An den betrachteten Untersuchungspunkten unterliegen die Konzentrationen der Luftschadstoffe in Abhängigkeit von Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Verkehrsaufkommen etc. ständigen Schwankungen. Die Immissionskenngrößen Jahresmittelwert und weitere Kurzzeitwerte charakterisieren diese Konzentrationen. Der Jahresmittelwert stellt den über das Jahr gemittelten Konzentrationswert dar. Eine Einschränkung hinsichtlich Beurteilung der Luftqualität mit Hilfe des Jahresmittelwertes besteht darin, dass er nichts über Zeiträume mit hohen Konzentrationen aussagt. Eine das ganze Jahr über konstante Konzentration kann zum gleichen Jahresmittelwert führen wie eine zum Beispiel tagsüber sehr hohe und nachts sehr niedrige Konzentration.

5 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 2 Die Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (39. BImSchV) fordert die Einhaltung von Kurzzeitwerten in Form des Stundenmittelwertes der NO 2 -Konzentrationen von 200 µg/m³, der nicht mehr als 18 Stunden pro Jahr überschritten werden darf, und des Tagesmittelwertes der PM 10 -Konzentration von 50 µg/m³, der maximal an 35 Tagen überschritten werden darf. Da diese Werte derzeit nicht direkt berechnet werden können, erfolgt die Beurteilung hilfsweise anhand von abgeleiteten Äquivalentwerten auf Basis der Jahresmittelwerte bzw. 98-Perzentilwerte (Konzentrationswert, der in 98% der Zeit des Jahres unterschritten wird). Diese Äquivalentwerte sind aus Messungen abgeleitete Kennwerte, bei deren Unterschreitung auch eine Unterschreitung der Kurzzeitwerte erwartet wird. Verkehrssituation Emissionen und Kraftstoffverbrauch der Kraftfahrzeuge (Kfz) hängen in hohem Maße vom Fahrverhalten ab, das durch unterschiedliche Betriebszustände wie Leerlauf im Stand, Beschleunigung, Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit, Bremsverzögerung etc. charakterisiert ist. Das typische Fahrverhalten kann zu so genannten Verkehrssituationen zusammengefasst werden. Verkehrssituationen sind durch die Merkmale eines Straßenabschnitts wie Geschwindigkeitsbeschränkung, Ausbaugrad, Vorfahrtregelung etc. charakterisiert. In der vom Umweltbundesamt herausgegebenen Datenbank Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA sind für verschiedene Verkehrssituationen Angaben über Schadstoffemissionen angegeben. Feinstaub / PM 10 / PM 2,5 Mit Feinstaub bzw. PM 10 / PM 2,5 werden alle Partikel bezeichnet, die einen größenselektierenden Lufteinlass passieren, der für einen aerodynamischen Partikeldurchmesser von 10 µm bzw. 2,5 µm eine Abscheidewirksamkeit von 50% aufweist. Die PM 10 -Fraktion wird auch als inhalierbarer Staub bezeichnet. Die PM 2,5 -Fraktion gelangt bei Inhalation vollständig bis in die Alveolen der Lunge; sie umfasst auch den wesentlichen Masseanteil des anthropogen erzeugten Aerosols, wie Partikel aus Verbrennungsvorgängen und Sekundärpartikel.

6 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 3 1 ZUSAMMENFASSUNG In München werden bzw. wurden an der Landshuter Allee die Grenzwerte für Stickstoffdioxid (NO 2 ) sowie des Tagesmittelwertes für Feinstaub (PM 10 ) überschritten. Für die Fortschreibung des bestehenden Luftreinhalteplans der Stadt München sollen zusätzliche Maßnahmen zur Minderung der Stickstoffdioxid und Feinstaub-Belastung auf ihre Wirksamkeit geprüft werden. Das betrifft u.a. Tempolimits auf 60 km/h bzw. 50 km/h und unterschiedliche Intensitäten der Kontrolle. Emissions- und immissionsseitig zu betrachten waren folgende Maßnahmen bzw. Varianten: V1: Strenge Überwachung der bestehenden Tempolimits (60 km/h) unter Annahme eines Befolgungsgrades nahe 100%, V2: Tempolimit von 50 km/h auf den vier inneren und den vier äußeren Fahrspuren der Landshuter Allee ohne Überwachung, V3: Tempolimit von 50 km/h auf den vier inneren und den vier äußeren Fahrspuren der Landshuter Allee mit strenger Überwachung wie V1. Ergänzend waren Emissionsberechnungen für die Prognosejahre 2015 und 2020 ohne Berücksichtigung der vorgenannten Tempolimits durchzuführen (Nullfall 2015 und Nullfall 2020) und mit denen des Ist-Zustandes zu vergleichen. Für die Berechnung der verkehrsbedingten Luftschadstoffe werden die Schadstoffaufkommen durch den Verkehr auf den Straßen mit dem mikroskaligen Strömungs- und Ausbreitungsmodell MISKAM unter Berücksichtigung der Gebäudeumströmungen betrachtet. Aus den Verkehrsbelegungsdaten werden unter Berücksichtigung der vom Umweltbundesamt veröffentlichten aktuellen Emissionsfaktoren (HBEFA3.1, Stand 2010) die Emissionen auf allen Straßenabschnitten berechnet. Für eine detaillierte Zuordnung der vorherrschenden Fahrverhältnisse zu den definierten Verkehrssituationen im HBEFA wurden Fahrten auf der Landshuter Allee durchgeführt, sowie Zähldaten ausgewertet. Weiterhin wurde die aktuelle Kfz-Flotte von München, sowie die aktuelle Linienbusflotte von München bei der Emissionsberechnung berücksichtigt. Unter Berücksichtigung der lokalrepräsentativen Windstatistik und der aus Messungen abgeleiteten Luftschadstoffhintergrundbelastung werden Ausbreitungsrechnungen durchgeführt. Betrachtet werden die Schadstoffe NO 2 und Feinstaub (PM 10 ). Die Beurteilung erfolgt im Vergleich mit geltenden Beurteilungswerten, das sind Grenzwerte der 39. BImSchV (2010).

7 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 4 Ergänzend wurden die berechneten NO 2 -Immissionen mit den Messwerten der kontinuierlichen Luftschadstoffmessstation München Landshuter Allee sowie mit Messdaten basierend auf Passivsammlermessungen entlang der Landshuter Allee und in den Nebenstraßen verglichen und ergaben für den Ist-Zustand gute Übereinstimmungen. Emissionen Im Ist-Zustand prägen die inneren Fahrspuren die Emissionen der Landshuter Allee. Die äußeren, durch den städtischen Verkehr inklusive Lichtsignalanlageneinflüssen geprägten Fahrspuren weisen ebenfalls hohe Emissionen auf. Diese werden ergänzt durch die Beiträge des Linienbusverkehrs auf den jeweils äußersten Fahrspuren. Für die inneren Fahrspuren werden durch die Maßnahmen mit Kontrollen der Fahrgeschwindigkeit (V1 und V3) gleichmäßigere Fahrweisen und geringere Höchstgeschwindigkeiten gegenüber dem Ist-Zustand erwartet und damit geringere NO x -Emissionen und auch geringere direkte NO 2 -Emissionen. Die Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit auf Tempo 50 km/h ohne Kontrollen (V2) lässt entsprechend den zugeordneten Verkehrssituationen des HBEFA keine nennenswerten Änderungen der Emissionen erwarten. Da auf den äußeren Fahrspuren die erlaubte Höchstgeschwindigkeit von 50 km/h schon im Ist-Zustand nicht überschritten wird, sind keine nennenswerten Änderungen durch zusätzliche Kontrollen zu erwarten, zumal auch die Lichtsignalanlagen und Fahrspurwechsel auf den äußeren Fahrspuren keine hohen Fahrgeschwindigkeiten erlauben und eher ein geringeres mittleres Geschwindigkeitsniveau erzeugen. Die weitestgehende Maßnahme, streng kontrolliertes Tempolimit von 50 km/h (V3), führt zu einer Reduktion der NO x -Emissionen der Landshuter Allee auf 76% und der NO 2 -Direktemissonen auf 75% der Ausgangssituation. Mit der zeitlichen Entwicklung der Fahrzeugflottenzusammensetzung bis 2015 und 2020 werden verringerte motorbedingte Emissionen prognostiziert. Das führt dazu, dass auf allen Fahrspuren die Emissionen verringert werden bei angesetzter gleichbleibender Verkehrsstärke und ohne zusätzliche Tempolimits. Dabei sind intensive Minderungen für die NO x - Emissionen und NO 2 -Direktemissionen abgeleitet und erreichen im Jahr 2020 (Nullfall 2020) für NO x ca. 51% der Ausgangsemission bzw. für direkte NO 2 Emissionen ca. 57% der Ausgangsemission.

8 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 5 Die Verringerungen der Partikelemissionen fallen für die Jahre 2015 und 2020 gegenüber NO x - und NO 2 -Emissionen deutlich geringer aus, da nur eine Minderung der motorbedingten Beiträge angesetzt wurde und die nicht motorbedingten Beiträge aufgrund unveränderter Verkehrsstärken nicht modifiziert werden. Immissionen Die NO 2 - und PM 10 - Immissionen wurden für den Ist-Zustand 2011 flächenhaft für die Höhe der Probenahme an der Messstation in ca. 4 m über dem Gelände sowie für die Höhe von ca. 1,5 m über dem Gelände berechnet. Die Höhe von 1,5 m entspricht in etwa der Nasenhöhe der sich im Freien aufhaltenden Passanten bzw. dem Eingangsbereich der Wohngebäude. Die Höhe von 4 m über Gelände kommt der Höhe der Fenster im ersten Obergeschoss nahe. Stickstoffdioxid (NO 2 ) Der für das Bezugsjahr 2011 prognostizierte NO 2 -Jahresmittelwert von 84 µg/m 3 zeigt eine gute Übereinstimmung mit dem Messwert an der LÜB-Station von 85 µg/m 3. Mit der weitestgehenden Maßnahme, streng überwachtes Tempolimit von 50 km/h (V3), werden an der Messstation in 4 m Höhe NO 2 -Immissionen von 73 μg/m³ prognostiziert. Das entspricht einer Minderung um 11 μg/m³ bzw. einer Reduktion auf 87% des Ausgangswertes. An der benachbarten Wohnbebauung werden für den Ist-Zustand NO 2 -Immissionen in Höhe des ersten Obergeschosses (4 m) von 78 µg/m 3 und in Nasenhöhe (1,5 m) von 81 μg/m³ berechnet. Mit der weitestgehenden Maßnahme (V3) reduzieren sich diese Belastungen auf 69 µg/m 3 bzw. 70 µg/m 3. Trotz der deutlichen Minderungen kann wie zu erwarten war mit keiner der Maßnahmen eine Einhaltung des Grenzwertes für den Jahresmittelwert abgeleitet werden. Feinstaub PM 10 An der Messstation wurde ein PM 10 Jahresmittelwert von 36 μg/m³ für das Bezugsjahr 2011 berechnet, welcher mit dem gemessenen Wert übereinstimmt. Mit der Maßnahme Tempolimit von 50 km/h inklusive strenger Überwachung (V3) wird eine Minderung auf 35 µg/m 3 an der Messstation prognostiziert, was einer Verringerung auf 97% des Ausgangswertes entspricht. An der Randbebauung werden PM 10 -Immissionen von 34 μg/m³ in Nasenhöhe (1,5 m) und von 33 µg/m 3 auf Höhe des ersten Obergeschosses (4 m) berechnet.

9 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 6 Die flächenhaften Ergebnisse zeigen, dass auch ohne zusätzliche Maßnahmen der Grenzwert für den PM 10 Jahresmittelwert von 40 µg/m 3 im Untersuchungsgebiet der Landshuter Allee eingehalten wird. Nur durch die Maßnahme Tempolimit von 50 km/h mit strenger Überwachung (V3) ist eine geringe PM 10 -Minderung im Jahresmittel gegenüber dem Ist-Zustand zu beobachten. Es ist aber zu erwarten, dass auch mit der weitestgehenden Maßnahme V3 der Grenzwert für den PM 10 Tagesmittelwert von 50 µg/m 3 nicht sicher eingehalten werden kann.

10 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 7 2 AUFGABENSTELLUNG In München werden an mehreren Luftmessstationen die Grenzwerte für Stickstoffdioxid (NO 2 ) sowie des Tagesmittelwertes für Feinstaub (PM 10 ) überschritten, unter anderem auch an der Messstation Landshuter Allee. Für die Stadt München existiert ein Luftreinhalteplan, der demnächst fortgeschrieben werden soll. Vor diesem Hintergrund sind zusätzliche Maßnahmen zur Minderung der Stickstoffdioxid- und Feinstaub-Belastung auf ihre Wirksamkeit zu prüfen. Eine dieser angedachten Maßnahmen sind Tempolimits auf 60 bzw. 50 km/h und unterschiedliche Intensitäten der Kontrolle. Zu betrachten sind folgende Maßnahmen bzw. Varianten: V1: Strenge Überwachung der bestehenden Tempolimits (60 km/h) unter Annahme eines Befolgungsgrades nahe 100%, V2: Tempolimit von 50 km/h auf den vier inneren und den vier äußeren Fahrspuren der Landshuter Allee ohne Überwachung, V3: Tempolimit von 50 km/h auf den vier inneren und den vier äußeren Fahrspuren der Landshuter Allee mit strenger Überwachung wie V1. Ergänzend sind Emissionsberechnungen für die Prognosejahre 2015 und 2020 ohne Berücksichtigung der vorgenannten Tempolimits (Nullfall 2015 und Nullfall 2020) durchzuführen und mit denen des Ist-Zustandes zu vergleichen.

11 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 8 3 VORGEHENSWEISE Bei der Verbrennung des Kfz-Kraftstoffes wird eine Vielzahl von Schadstoffen freigesetzt, die die menschliche Gesundheit gefährden können. Im Rahmen des vorliegenden lufthygienischen Gutachtens ist zu prüfen, wie die durch die geplanten Maßnahmen verursachten Auswirkungen die Konzentrationen der Luftschadstoffe (Immissionen) unter Berücksichtigung der bereits vorhandenen Hintergrundbelastung verändern. Durch den Vergleich der Schadstoffkonzentrationen mit schadstoffspezifischen Beurteilungswerten, z.b. Grenzwerten, die vom Gesetzgeber zum Schutz der menschlichen Gesundheit festgelegt sind, werden Rückschlüsse auf die Luftqualität gezogen. Für den Kfz-Verkehr relevant ist v.a. die 39. BImSchV, die bei unveränderten Grenzwerten für NO 2 und PM 10 die 22. BImSchV ersetzt. Die vorliegende Untersuchung konzentriert sich unter Berücksichtigung der o.g. Grenzwerte und der derzeitigen Konzentrationsniveaus auf die v.a. vom Straßenverkehr erzeugten Schadstoffe Stickstoffoxide und Feinstaubpartikel PM 10. Im Zusammenhang mit Beiträgen durch den Kfz-Verkehr sind die Schadstoffe Benzol, Blei, Schwefeldioxid SO 2 und Kohlenmonoxid CO von untergeordneter Bedeutung. Für Stickstoffmonoxid NO gibt es keine Beurteilungswerte. Die Beurteilung der Schadstoffimmissionen erfolgt durch Vergleich relativ zum entsprechenden Grenzwert. 3.1 Berechnungsverfahren MISKAM Aufgrund der skizzierten Aufgabenstellung sind die Auswirkungen der Gebäudeumströmungen bei den Immissionsberechnungen zu berücksichtigen. Die Berechnungen erfolgen mit dem für solche Fragestellungen geeigneten mikroskaligen Strömungs- und Ausbreitungsmodell MISKAM (Eichhorn, 1995). Grundlage der Simulationsrechnungen sind die digitalen Daten der bestehenden Bebauung nach Lage und Höhe. Die Lagedaten sind aktuellen Stadtkarten und digitalen Gebäudedaten mit Höhenangaben entnommen, die durch den Auftraggeber zur Verfügung gestellt wurden. Die digital erfassten Gebäudekataster werden für die Strömungsberechnungen in ein rechteckiges Rechengitter überführt. Das Rechengitter besteht aus 290 x 395 Boxen in horizontaler Richtung und umfasst eine Ausdehnung von ca. 800 m x m. Es wird ein nichtäquidistantes Gitter verwendet, das in der Umgebung der Messstelle an der Bebauung eine feine Auflösung von ca. 2 m aufweist und nach außen gröber wird. In vertikaler Richtung reicht das Gitter mit 37 Ebenen bis in eine Höhe von 480 m über Grund, wobei die Ebenen in Bodennähe mit 0,6 m fein aufgelöst sind. Mit diesen Daten werden Windfeldberechnungen

12 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 9 für alle Anströmungsrichtungen entsprechend den Windrichtungsangaben der Windstatistik durchgeführt. Auf der Grundlage der durch die Stadtverwaltung München zur Verfügung gestellten lokalen Verkehrsmengen sowie der Flottenzusammensetzung (Zulassungszahlen) werden für die entsprechenden Bezugsjahre die von den Kraftfahrzeugen emittierten Schadstoffmengen ermittelt. Die mittleren spezifischen Emissionen der Fahrzeuge einer Fahrzeugkategorie (Pkw, leichte Nutzfahrzeuge, Busse etc.) werden mithilfe des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA Version 3.1 (UBA, 2010) bestimmt. Die Emissionen der Feinstaubpartikel (PM 10 ) des Straßenverkehrs aufgrund von Abrieb und Aufwirbelung werden im HBEFA 3.1 nicht behandelt. Die PM 10 -Emissionsbestimmung für Abrieb und Aufwirbelung erfolgt auf der Grundlage von Ergebnissen aktueller Forschungsarbeiten (BAST, 2005, Düring und Lohmeyer, 2011). Die Vorgehensweise zur Emissionsbestimmung entspricht somit dem Stand der Technik. Die Emissionen werden in das Rechengitter übertragen und mit den oben erwähnten Windfeldern der Ausbreitungsrechnung mit dem mikroskaligen Strömungs- und Ausbreitungsmodell MISKAM zugeführt. Unter Einbeziehung der Auftretenshäufigkeit aller möglichen Fälle der meteorologischen Verhältnisse (lokale Wind- und Ausbreitungsklassenstatistik), der berechneten Emissionen des Verkehrs auf den Straßen innerhalb des Untersuchungsgebietes und des Wochengangs der Emissionen werden die im Untersuchungsgebiet auftretenden Immissionen berechnet. Für die Ermittlung der NO 2 -Immissionen werden die verkehrsbedingten Direktemissionen und ein vereinfachtes Chemiemodell zur Abbildung der NO-NO 2 - Konversion berücksichtigt (Düring et al., 2011). Aus der Häufigkeitsverteilung der berechneten verkehrsbedingten Schadstoffkonzentrationen (Zusatzbelastung) werden die statistischen Immissionskenngrößen Jahresmittel- bzw. Kurzzeitwerte des untersuchten Luftschadstoffes ermittelt. Dieser Zusatzbelastung, verursacht vom Verkehr innerhalb des Untersuchungsgebietes, wird die großräumig vorhandene Hintergrundbelastung überlagert. Die Hintergrundbelastung, die im Untersuchungsgebiet ohne die Emissionen auf den berücksichtigten Straßen vorläge, wird auf der Grundlage von Messwerten an nahe gelegenen Standorten abgeschätzt.

13 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Überschreitungshäufigkeit der Stunden- und Tagesmittelwerte Die 39. BImSchV definiert u.a. als Kurzzeitgrenzwert für NO 2 einen Stundenmittelwert von 200 µg/m 3, der nur 18 mal im Jahr überschritten werden darf. Entsprechend einem einfachen praktikablen Ansatz basierend auf Auswertungen von Messdaten (Lohmeyer et al., 2000) kann abgeschätzt werden, dass dieser Grenzwert dann eingehalten wird, wenn der 98- Perzentilwert 115 µg/m 3 bis 170 µg/m 3 nicht überschreitet. Die genannte Spannbreite, abgeleitet aus der Analyse von Messdaten verschiedener Messstellen, ist groß; die Interpretationen der Messdaten deuten darauf hin, dass bei einer Unterschreitung des 98-Perzentilwertes von 130 µg/m 3 (= Äquivalentwert) der genannte Grenzwert für die maximalen Stundenwerte eingehalten wird. Zur Ermittlung der in der 39. BImSchV definierten Anzahl von Überschreitungen eines Tagesmittelwertes der PM 10 -Konzentrationen von 50 µg/m 3 wird ein ähnliches Verfahren eingesetzt. Im Rahmen eines Forschungsprojektes für die Bundesanstalt für Straßenwesen wurde aus 914 Messdatensätzen aus den Jahren 1999 bis 2003 eine gute Korrelation zwischen der Anzahl der Tage mit PM 10 -Tagesmittelwerten größer als 50 µg/m 3 und dem PM 10 -Jahresmittelwert gefunden (Abb. 3.1). Daraus wurde eine funktionale Abhängigkeit der PM 10 -Überschreitungshäufigkeit vom PM 10 -Jahresmittelwert abgeleitet (BASt, 2005). Die Regressionskurve nach der Methode der kleinsten Quadrate ( best fit ) und die mit einem Sicherheitszuschlag von einer Standardabweichung erhöhte Funktion ( best fit + 1 sigma ) sind ebenfalls in der Abb. 3.1 dargestellt. Im Oktober 2004 stellte die Arbeitsgruppe,,Umwelt und Verkehr der Umweltministerkonferenz (UMK) aus den ihr vorliegenden Messwerten der Jahre 2001 bis 2003 eine entsprechende Funktion für einen best fit vor (UMK, 2004). Diese Funktion zeigt bis zu einem Jahresmittelwert von ca. 40 µg/m 3 einen nahezu identischen Verlauf wie der o.g.,,best fit nach BASt (2005). Im statistischen Mittel wird somit bei beiden Datenauswertungen die Überschreitung des PM 10 -Kurzzeitgrenzwertes bei einem PM 10 -Jahresmittelwert von 31 µg/m 3 erwartet. Im vorliegenden Gutachten wird wegen der Unsicherheiten bei der Berechnung der PM 10 - Emissionen sowie wegen der von Jahr zu Jahr an den Messstellen beobachteten meteorologisch bedingten Schwankungen der Überschreitungshäufigkeiten eine konservative Vorgehensweise gewählt. Dazu wird die in BASt (2005) angegebene best fit -Funktion um einen Sicherheitszuschlag von einer Standardabweichung erhöht. Mehr als 35 Überschreitungen eines Tagesmittelwertes von 50 µg/m 3 (Grenzwert) werden mit diesem Ansatz für PM 10 -

14 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 11 Jahresmittelwerte ab 29 µg/m 3 abgeleitet. Dieser Ansatz stimmt mit dem vom Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen vorgeschlagenen Vorgehen überein (LUA NRW, 2006) Anzahl PM10-Tagesmittel > 50 µg/m Grenzwert Messwerte best fit best fit + 1sigma Anzahl = PM10-Jahresmittel [µg/m 3 ] Abb. 3.1: Anzahl der Tage mit mehr als 50 µg PM 10 /m 3 im Tagesmittel in Abhängigkeit vom PM 10 -Jahresmittelwert für Messstationen der Länder und des Umweltbundesamtes ( ) sowie die daraus abgeleiteten Funktionen (BASt, 2005) 3.3 Zusammenfassung der Beurteilungsgrundlagen In Tab. 3.1 werden die in der vorliegenden Studie verwendeten und im Anhang A1 erläuterten Beurteilungswerte für die relevanten Autoabgaskomponenten zusammenfassend dargestellt. Diese Beurteilungswerte sowie die entsprechende Nomenklatur werden im vorliegenden Gutachten durchgängig verwendet.

15 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 12 Schadstoff Beurteilungswert Zahlenwert in µg/m³ Jahresmittel Kurzzeit NO 2 Grenzwert seit (Stundenwert, maximal 18 Überschreitungen/Jahr) PM 10 Grenzwert seit (Tagesmittelwert, maximal 35 Überschreitungen/Jahr) Tab. 3.1: Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffimmissionen nach 39. BImSchV (2010) Die Beurteilung der Schadstoffimmissionen erfolgt durch den Vergleich relativ zum jeweiligen Grenzwert.

16 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 13 4 EINGANGSDATEN Für die Windfeld-, Emissions- und Immissionsberechnungen sind als Eingangsgrößen die Lage und Höhe der bestehenden Bebauung, die Lage des Straßennetzes im zu betrachtenden Untersuchungsgebiet und verkehrsspezifische Informationen von Bedeutung. Für das Untersuchungsgebiet wurden die genannten Eingangsdaten durch den Auftraggeber zur Verfügung gestellt. Die Lage des Untersuchungsgebietes mit der Messstelle Landshuter Allee und dem umliegenden Straßennetz ist in Abb. 4.1 aufgezeigt. Das zu betrachtende Plangebiet liegt im zentralen Stadtbereich von München direkt westlich der Innenstadt. Die Messstelle liegt am westlichen Rand der Nord-Süd orientierten, insgesamt 8-streifigen Landshuter Allee, die vier innere Fahrspuren entsprechend einer Stadtautobahn und je Fahrtrichtung zwei äußere Fahrspuren mit Einmündungsbereichen zu den inneren Fahrspuren und beidseitig geschlossene, mehrgeschossige Randbebauung aufweist. Die inneren Fahrspuren der Stadtautobahn gehen weiter nördlich der Messstelle in eine Tunnelstrecke über und weiter südlich werden sie mit der Donnersberger Brücke über die Arnulfstraße und die Bahngleise geführt. Auf den inneren Fahrspuren besteht ein Tempolimit von 60 km/h. Die äußeren Fahrspuren entsprechen städtischen Straßen mit einer erlaubten Höchstgeschwindigkeit von 50 km/h; aufgrund durch Lichtsignalanlagen gesteuerten Kreuzungsbereichen sowie Einmündungen und Parkbuchten sowie zwei Buslinien herrscht dort ein eingeschränkter Verkehrsfluss vor. Weitere Grundlagen der Immissionsberechnungen sind die basierend auf den Verkehrsdaten berechneten Schadstoffemissionen (Kap. 5), die meteorologischen Daten und die Schadstoffhintergrundbelastung. 4.1 Verkehrsdaten Die Verkehrsbelegungsdaten für das Straßennetz in der Umgebung der Messstelle wurden durch die Stadtverwaltung München übergeben. Das sind einmal Angaben der durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärken (DTV) und der Lkw-Anteile für die Hauptverkehrsstraßen und zum anderen Kfz-Belegungen aus der Schleifenzählung auf 7 Fahrspuren der Landshuter Allee auf der Höhe der Hirschbergstraße.

17 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Blutenburgstraße 14 Blutenburgstraße Schlörstraße # Hirschbergstraße Landshuter Allee Meter Abb. 4.1: Lageplan des Untersuchungsgebietes mit der Messstelle als roter Punkt dargestellt. Gebäude sind hellgrau und Straßen als schwarze Linien eingezeichnet

18 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 15 In Abb. 4.2 ist die Lage der Schleifen für die Verkehrszählung mit Nummerierung der Messstellen dargestellt und in Abb. 4.3 sind die täglichen Verkehrsmengen der Fahrspuren sowie die Summe über alle Fahrspuren für das Jahr 2011 sowie bis Mai 2012 aufgetragen. Danach weisen im ersten Halbjahr 2011 die richtungsbezogenen inneren Fahrspuren vergleichbare Verkehrsbelegungen auf; dabei beschreiben die Zählstellen 13, 14 die nach Norden gerichteten inneren Fahrspuren und die Zählstellen 16, 17 die nach Süden gerichteten inneren Fahrspuren der Stadtautobahn. Die Zählstellen 11, 12 beschreiben den nach Norden gerichteten Verkehr auf den beiden äußeren, städtischen Fahrspuren und die Zählstelle 15 erfasst den nach Süden orientierten Verkehr der linken Fahrspur der nach Süden orientierten äußeren städtischen Fahrbahn der Landshuter Allee; die rechte Fahrspur der städtischen, nach Süden orientierten äußeren Fahrbahn wird nicht von einer Zählstelle erfasst. Im zweiten Halbjahr 2011 wird auf den nach Süden orientierten inneren Fahrspuren eine geringere Verkehrsbelegung ausgewiesen, insbesondere an der Zählstelle 17; dies kann mit verkehrlichen Änderungen oder technischen Ursachen zusammenhängen wobei diesbezüglich keine weiteren Informationen vorliegen. Dieser Effekt ist auch in den ersten vier Monaten 2012 zu beobachten. Ab April 2012 sind zudem keine Zähldaten an der Zählstelle 15, der nach Süden orientierten äußeren Fahrbahn verfügbar. Dies hängt mit der Baustelle auf der Donnersberger Brücke zusammen. Für die Emissions- und Immissionsberechnungen an der Landshuter Allee werden die fahrspurfeinen Verkehrsdaten aus dem ersten Halbjahr 2011 herangezogen und um Verkehrsbelegungen der äußeren, nach Süden orientierten Fahrbahn in Analogie zur äußeren, nach Norden orientierten Fahrbahn ergänzt. Aus der Aufteilung des Verkehrs der inneren Fahrspuren (Stadtautobahn) und der äußeren Fahrspuren wird für die angrenzenden Abschnitte der Landshuter Allee die Verteilung bezogen auf die Angaben der Hauptverkehrsstraßen abgeleitet. Die Verkehrsbelegungsdaten sind in Abb. 4.4 aufgezeigt. Weiterhin liegen aus den Schleifenzählungen für 2012 erfasste Fahrgeschwindigkeiten vor, wobei für die Zählstelle 17 keine Daten übergeben wurden; der Hinweis der nicht plausiblen Fahrgeschwindigkeiten der Zählstelle 17 deutet darauf hin, das technische Schwierigkeiten an dieser Zählstelle vorliegen.

19 16 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Abb. 4.2: Lage der Verkehrszählung mit Nummerierung der Messstellen

20 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Verkehrsbelegung 2011 nach Fahrtrichtung und Fahrbahnen Kfz pro Tag Summe Nord(11-12) Nord(13-14) Süd(16-17) Süd(15) Verkehrsbelegung 2012 nach Fahrtrichtung und Fahrbahnen Kfz pro Tag Summe Nord(11-12) Nord(13-14) Süd(16-17) Süd(15) Abb. 4.3: Tägliche Verkehrsbelegung nach Fahrtrichtung und zusammengefassten Fahrbahnen aufgetragen in Kfz pro Tag. oben: 2011 unten: 2012

21 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG /6.8% (innere Fahrspur) 43900/6.8% (innere Fahrspur) 20600/6.8% (äußere Fahrspur) 213 Linienbusse (äußere Fahrspur) 212 Linienbusse (äußere Fahrspur) 20100/6.8% (äußere Fahrspur) 7500/6.8% (äußere Fahrspur) 7500/6.8% (äußere Fahrspur) 58200/6.8% (innere Fahrspur) DTV [Kfz/24h] 56600/6.8% (innere Fahrspur) Meter Abb. 4.4: Durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke in [KFZ/24h] und LKW-Anteil in [%] auf dem Straßennetz im Untersuchungsgebiet (siehe auch Tab. 5.7)

22 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Meteorologische Daten Für die Berechnung der Jahreskennwerte der Schadstoffimmissionen mit dem mikroskaligen Strömungs- und Ausbreitungsmodell unter Berücksichtigung der städtischen Bebauung werden repräsentative Winddaten benötigt. Das sind Angaben über die Häufigkeit der Windrichtung und Windgeschwindigkeit. In München und Umgebung finden Winddatenerfassungen durch unterschiedliche Messeinrichtungen statt. Vom Deutschen Wetterdienst (DWD) liegen Messdaten der Station München-Riem vor, ca. 12 km östlich des Betrachtungsgebietes am ehemaligen Flughafengelände. Weiterhin liegen Messdaten des Landesamtes für Umwelt Bayern (LfU-Bayern) an der Station Lothstraße vor, ca. 2 km nordöstlich des Plangebietes und nördlich des Stadtzentrums. In Abb. 4.5 sind die Häufigkeitsverteilungen von Windrichtung und Windgeschwindigkeit an den beiden genannten Stationen dargestellt. Die Windrichtungsverteilung an der Station München-Riem (Abb. 4.5 oben) wird von Winden aus südwestlichen bis westlichen Richtungen geprägt, für welche auch die höchsten Windgeschwindigkeiten zu beobachten sind. Winde aus östlichen Richtungen bilden ein zweites Maximum. Die mittlere Windgeschwindigkeit beträgt in Messhöhe (10 m) ca. 3 m/s. An der Station München Lothstraße (Abb. 4.5 unten) wird die Windrichtungsverteilung von Winden aus südwestlichen bis westlichen Richtungen geprägt, für welche auch die höchsten Windgeschwindigkeiten zu beobachten sind. Winde aus östlichen Richtungen bilden auch hier ein zweites Maximum. Aufgrund der Lage in bebautem Gelände sind aufgrund der Einflüsse umliegender hoher Gebäude nicht alle Windrichtungen vergleichbar häufig wie bei der Station Riem vertreten, wobei die Windrichtungsverteilungen insgesamt vergleichbar sind. Die mittlere Windgeschwindigkeit beträgt in Messhöhe (32 m), d.h. über dem Dachniveau, ca. 3 m/s. Für die Jahre 2008, 2009 und 2011 liegen weitere Windmessdaten der Station Lothstraße vor, allerdings nicht als lückenlose Zeitreihe. Die Auswertung dieser Daten weist nicht auf wesentliche Änderungen der Windverhältnisse gegenüber dem Zeitraum 1999 bis 2007 hin. Für die Ausbreitungsrechnungen im Betrachtungsgebiet an der Landshuter Allee wird die Windstatistik von München-Lothstraße aufgrund vergleichbarer Bebauungsverhältnisse unter Berücksichtigung der Rauigkeiten im Untersuchungsgebiet angewendet.

23 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 20 Abb. 4.5: Windrichtungs- und Windgeschwindigkeitsverteilung an den Messstationen: oben: München-Riem (DWD) unten: München-Lothstraße (LfU-Bayern)

24 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Schadstoffhintergrundbelastung Die Immission eines Schadstoffes im Nahbereich von Straßen setzt sich aus der im Stadtgebiet großräumig vorhandenen Hintergrundbelastung und der straßenverkehrsbedingten Zusatzbelastung zusammen. Die Hintergrundbelastung entsteht durch Überlagerung von Immissionen aus Industrie, Hausbrand, nicht detailliert betrachtetem Nebenstraßenverkehr und weiter entfernt fließendem Verkehr sowie überregionalem Ferntransport von Schadstoffen. Es ist die Schadstoffbelastung, die im Untersuchungsgebiet ohne Verkehr auf den explizit in die Untersuchung einbezogenen Straßen vorliegen würde. Vom Landesamt für Umwelt Bayern (LfU-Bayern) wird das Luftüberwachungssystem Bayern (LÜB) betrieben. Die Messdaten dieses Messnetzes für die dem Betrachtungsgebiet nahe gelegenen Stationen sind auszugsweise in Tab. 4.1 aufgeführt. Im Vergleich zu den Grenz- NO 2 - Jahresmittel NO 2-98-Perzentil PM 10 - Jahresmittel PM 10 -Überschreitung (Anzahl der Tage über 50 µg/m³) Zeitraum Schadstoffkomponente Johanneskirchen Landshuter Allee Lothstraße Luise- Kiessel- bach- Moosach Prinzregentenstraße Stachus Tab. 4.1: Jahreskenngrößen der Luftschadstoff-Messwerte in µg/m³ an Stationen des Luftüberwachungssystems Bayern (LfU, ).

25 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 22 werten sind die Schadstoffe Benzol, Blei, Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid von untergeordneter Bedeutung. Für die Beurteilung der Auswirkungen der Straßenverkehrsemissionen werden im vorliegenden Gutachten die Schadstoffe Stickstoffdioxid (NO 2 ) und Feinstaubpartikel (PM 10 ) betrachtet. Die in Tab. 4.1 angeführten Stationen sind alle innerhalb des Stadtgebietes von München nördlich bzw. nordöstlich des Plangebietes gelegen. Die Station München-Johanneskirchen ist als städtische Hintergrundmessstation eingestuft, die anderen Stationen sind als Verkehrsmessstationen aufzufassen. An den Stationen Johanneskirchen und Lothstraße wird auch die städtische Hintergrundbelastung an Ozon erfasst, die in den letzten Jahren zwischen 39 µg/m³ und 46 µg/m³ umfasste. Zur Ermittlung der Vorbelastung ohne verkehrsbedingte Beiträge im Betrachtungsgebiet wurden in der vorliegenden Studie die Messwerte flächenbezogener Messstationen im Bereich des Untersuchungsgebiets, u.a. auch von der Station München Johanneskirchen, für die Jahre berücksichtigt. Die Jahresmittelwerte der Tab. 4.2 der Schadstoffbelastungen für NO 2 und PM 10 können näherungsweise als Werte für die Hintergrundbelastung herangezogen werden. In der vorliegenden Studie werden auf dieser Grundlage für die Immissionsprognosen die Werte der Tab. 4.2 für die Hintergrundbelastung im Untersuchungsgebiet angesetzt, die aus den verfügbaren Messdaten der nächstgelegenen Stationen und unter Berücksichtigung der Einflüsse des Straßennetzes außerhalb des Rechengebietes abgeleitet sind. Schadstoff Hintergrundbelastung in µg/m³ NO 2 -Jahresmittel 28 NO 2-98-Perzentilwert 80 PM 10 -Jahresmittel 21 Tab. 4.2: Hintergrundbelastungswerte im Untersuchungsgebiet im Bezugsjahr (2011/2015/2020). Ergänzend liegen in der direkten Umgebung der Messstelle Landshuter Allee Ergebnisse von zeitlich befristeten NO 2 -Immissionsmessungen mittels Passivsammlern vor (LfU, 2012). Das betrifft weitere Standorte in der Landshuter Allee sowie in den abzweigenden Straßenabschnitten mit geringer Verkehrsbelegung in der Schlörstraße und Blutenburgstraße. Diese Daten wurden durch den Auftraggeber zur Verfügung gestellt und sind in Abb. 4.6 nach der Lage und in Abb. 4.7 mit den erfassten Konzentrationen aufgeführt; die Messpunkte MP1 und MP2 liegen mehr als 700 m nördlich der Luftmessstation und damit außerhalb des Lageplanausschnittes und werden deswegen hier nicht dargestellt.

26 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 23 #S MP4 MP3 #S MÜSC-MP5 #S MÜSC-MP2 MÜSC-MP3 #S #S MÜSC-MP6 #S MÜSC-MP1 #S LÜB #S MÜBL-MP1 #S MÜBL-MP2 #S MP5 #S MÜBL-MP3 #S MÜBL-MP4 #S Meter Abb. 4.6: Lageplan mit Lage der Messstellen. Quelle: NOx-Projekt (LfU-Vorhaben TLK 01U-10540)

27 Konzentration [µg/m³] NO 2 -Jahresmittelwerte der Passivsammler für das Bezugsjahr 2011 München Landshuter Allee, Schlörstraße (MÜSC) und Blutenburgstraße (MÜBL) MÜSC MP6 : Hinterhof auf Höhe der LÜB-Station Diagonalstreifen: Ostseite der Landshuter Allee Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 0 MP 3 MP 4 MP 5 LÜB- Station LÜB Station (kont.) MÜSC MP 1 MÜSC MP 2 MÜSC MP 3 MÜSC MP 5 MÜSC MP 6 MÜBL MP 1 MÜBL MP 2 MÜBL MP 3 MÜBL MP 4 Abb. 4.7: NO 2 -Jahresmittelwerte im Jahr 2011 an den Messpunkten. Quelle: NO x -Projekt (LfU-Vorhaben TLK 01U-10540) 24

28 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 25 5 EMISSIONEN 5.1 Messtechnische Erfassung der Verkehrssituationen Vorgehen bezüglich Fahrverhalten Zur Bewertung der Emissionsminderungspotenziale durch Fahrverhaltensänderungen in den drei Szenarien Überwachung des derzeitigen Tempolimits von 60 km/h (V1) Reduzierung des Tempolimits auf 50 km/h ohne Geschwindigkeitsüberwachung (V2) Reduzierung des Tempolimits auf 50 km/h mit Geschwindigkeitsüberwachung (V3) war es erforderlich, das Fahrverhalten auf den zu betrachtenden Straßenabschnitten sowohl im Ist-Zustand als auch für die Szenarien zu ermitteln und darauf aufbauend die Emissionen im jeweiligen Szenario auf der Basis HBEFA3.1 zu berechnen. Die Erfassung des Fahrverhaltens erfolgte dabei durch Messfahrten. In HBEFA3.1 wird das Fahrverhalten über Verkehrssituationen beschrieben. Insgesamt werden dabei aus der Kombination der Kriterien Gebietstyp (Agglomerationsraum / ländlicher Raum) Straßentyp (Erschließungsstraße, Hauptverkehrsstraße, Autobahn...) Tempolimit sowie Level of service (LOS) (flüssig, dicht, gesättigt, stop+go) 276 Verkehrssituationen definiert. Neben der formalen Beschreibung ist jede Verkehrssituation über die Fahrverhaltenskennwerte Reisegeschwindigkeit Standanteil RPA (relative positive acceleration) beschrieben. Die Reisegeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges über einen Streckenabschnitt einschließlich aller Halte. Unter Standanteil wird der prozentuale Anteil von Sekundenwerten einer Fahrt mit einer Geschwindigkeit kleiner als 3 km/h an der Gesamtfahrzeit verstanden. Der RPA (relative positive acceleration) ist die geschwindigkeitsbezogene, durchschnittliche positive Beschleunigung der Fahrzeuge und wird folgendermaßen berechnet: RPA ( v a ) dt T 0 i x i

29 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 26 Dabei stellt T die Gesamt-Fahrzeit, x die Gesamt-Fahrstrecke, v die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t und a + die positive Beschleunigung (also ohne Berücksichtigung der negativen Beschleunigungen bei Abbremsvorgängen) im Zeitintervall dt dar. Bei der messtechnischen Erfassung wurde durch ein Messfahrzeug mit einem Peiseler- Messrad (siehe Abb. 5.1) in Sekundenschritten die zurückgelegte Wegstrecke und die momentane Geschwindigkeit erfasst. Die somit aufgenommenen Fahrprofile wurden bzgl. der o.g. Fahrverhaltenskennwerte analysiert und darüber den Verkehrssituationen zugeordnet. Die Bestimmung der Verkehrssituationen erfolgte somit unabhängig von den o.g. formalen Kriterien, sondern auf der Basis der in HBEFA3.1 zu Grunde liegenden spezifischen Fahrverhaltenskennwerte der einzelnen Verkehrssituationen. Abb. 5.1: Messfahrzeug mit angebautem Peiseler-Messrad Zur Erfassung des Fahrverhaltens im Ist-Zustand (ohne Maßnahmen) schwimmt das Messfahrzeug im Verkehrsfluss mit (floating car), sodass der Verkehrsfluss zu den Messzeiten erfasst wird. Die messtechnische Erfassung der Verkehrssituationen für die drei Szenarien ist prinzipiell mit methodischen Ungenauigkeiten verbunden, da das Messfahrzeug zur Simulation dieser Maßnahmen nicht mehr im Verkehr mitschwimmt und das aufgezeichnete Fahrverhalten somit einerseits stärker durch den subjektiven Einfluss des Fahrers, vor allem aber durch das z.t. stark abweichende Fahrverhalten des übrigen Verkehrs beeinflusst wird.

30 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 27 Bei der Simulation des Fahrverhaltens der beiden Maßnahmen Tempo 50 bzw. Tempo 60 mit Überwachung sind diese methodischen Unsicherheiten jedoch vertretbar, da hierbei davon ausgegangen werden kann, dass sich bei strikter Überwachung des Tempolimits im gesamten Fahrerkollektiv ein stetiger Verkehrsfluss einstellt, der die subjektiven Einflüsse in den Hintergrund treten lässt. Weitaus schwieriger ist die Simulation eines repräsentativen Fahrverhaltens im Szenario Tempo 50 ohne Überwachung auf den inneren Fahrspuren, da die tatsächlich gefahrenen Geschwindigkeiten einerseits stark von den örtlichen Gegebenheiten wie Fahrbahnbreiten und Einmündungsbereiche abhängen sowie andererseits die Befolgung des vorgeschriebenen Tempolimits individuell unterschiedlich ist. Aus diesem Grunde wurden für dieses Szenario keine Messfahrten vorgenommen. Die messtechnische Erfassung der Verkehrssituationen erfolgte demnach für den Ist- Zustand sowie für die beiden Maßnahmen Tempo 50 bzw. Tempo 60 mit Überwachung. Die Bestimmung der Verkehrssituation im Szenario Tempo 50 ohne Überwachung erfolgte durch Analogieschlüsse auf Basis der messtechnisch erfassten Befolgung des Tempolimits im Ist- Zustand (Tempo 60 ohne Überwachung). Die Fahrten wurden an den Tagen in der Zeit von Uhr durchgeführt. Damit lässt der Untersuchungszeitraum sowohl bzgl. der gewählten Wochentage (Dienstag Donnerstag) als auch des Untersuchungsmonats (außerhalb der Wintermonate sowie außerhalb der allgemeinen Urlaubs- und Ferienzeit) ein repräsentatives Fahrverhalten erwarten. Eine Beeinträchtigung wurde jedoch auf Grund der ab April 2012 stattfindenden Bauarbeiten im Bereich Donnersbergerbrücke festgestellt. Dadurch kam es in Nord-Süd-Richtung auf den beiden äußeren Fahrspuren durch die gesperrte Auffahrt auf die inneren Spuren zu einer Reduzierung der beiden Fahrspuren auf eine Fahrspur und somit zu starken Verkehrsflussbeeinträchtigungen. Die unrepräsentativen Zustände in diesem Bereich wurden in der Auswertung berücksichtigt. Die südlichen Abschnitte der inneren Spuren im Bereich der Donnerbergerbrücke, auf denen auf Grund der Baumaßnahmen die zulässige Höchstgeschwindigkeit auf 40 km/h begrenzt worden war, wurden nicht in die Auswertung einbezogen. Die übrigen Untersuchungsabschnitte blieben von den Baumaßnahmen im Wesentlichen unbeeinflusst. Die Messfahrten wurden für die inneren und für die äußeren Fahrspuren in zwei verschiedenen Messfahrtrunden durchgeführt (siehe Abb. 5.2). Da auf den äußeren Fahrspuren die vorgeschriebene Höchstgeschwindigkeit 50 km/h beträgt und die tatsächlich gefahrenen Ge-

31 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 28 schwindigkeiten auch nur geringfügig darüber liegen, wurde dort lediglich der Ist-Zustand erfasst. Eine Simulation des Fahrverhaltens für die beiden Maßnahmen Tempo 50 bzw. Tempo 60 mit Überwachung erfolgte deshalb nur auf den inneren Spuren, im Untersuchungsbereich beträgt dort das Tempolimit 60 km/h. Insgesamt wurden im o.g. Untersuchungszeitraum pro Richtung und Abschnitt auf den äußeren Spuren zur Erfassung des Ist-Zustandes 24 Fahrten, auf den inneren Spuren zur Erfassung des Ist-Zustandes 27 Fahrten sowie auf den inneren Spuren zur Simulation des Fahrverhaltens bei Tempo 50 bzw. 60 mit Überwachung jeweils 10 Fahrten durchgeführt. Abb. 5.2: Lageplan der durchgeführten Messfahrten (rot: innere Fahrspuren / Tempo 60, grün: äußere Fahrspuren / Tempo 50) Quelle: LfU ( Bayerische Vermessungsverwaltung 2013)

32 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Ergebnisse In Abb. 5.3 ist das Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm der Fahrten auf den äußeren Spuren in Süd-Nord-Richtung enthalten. Darin zeigt sich zwar eine Varianz der Fahrgeschwindigkeiten im Bereich zwischen 40 und 55 km/h, der Verkehrsfluss hingegen ist über den gesamten Tagesverlauf relativ homogen. Während der Nachtstunden zur Abbildung der Nachtstunden wurden die Fahrten im Zeitraum zwischen und Uhr verwendet lagen die Geschwindigkeiten ebenfalls nur unwesentlich über der vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit von 50 km/h. Die Fahrkurven der insgesamt ca. 650 m langen Strecke gliedern sich prinzipiell in einen ca. 250 m langen Abschnitt der Beschleunigungsphase zwischen LSA Arnulfstraße und Höhe Wilderich-Lang-Straße (in dieser Höhe mündet die Wilderich-Lang-Straße in der Gegenrichtung in die äußeren Spuren), in einen ca. 300 m langen Abschnitt mit einem relativ stetigen Verkehrsfluss zwischen Höhe Wilderich-Lang-Straße und der Einmündung Blutenburgstraße sowie einen ca. 100 m langen Aufstellbereich vor der LSA Nymphenburger Straße. Zur räumlichen Differenzierung der Verkehrssituationen und damit der Emissionen wurde die Auswertung der Fahrkurven getrennt für jeden dieser Abschnitte vorgenommen. Abb. 5.4 zeigt das Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm der Fahrten auf den äußeren Spuren in Nord-Süd-Richtung. Darin ist deutlich die starke Beeinträchtigung des Verkehrsflusses in Folge der in Abschnitt beschriebenen Baumaßnahmen erkennbar. Da dieses Fahrverhalten als nicht repräsentativ betrachtet wird, werden die aufgezeichneten Fahrten auf diesem Abschnitt nicht in die Auswertung einbezogen. Da die örtlichen Gegebenheiten auf den äußeren Spuren der Nord-Süd-Richtung ähnlich denen auf den äußeren Spuren der Gegenrichtung sind, wurden die Verkehrssituationen auf den Abschnitten der Nord-Süd-Richtung unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Befahrung in Süd-Nord-Richtung bestimmt. Das Fahrverhalten auf den inneren Spuren ist richtungsgetrennt für den Ist-Zustand sowie für die beiden Szenarien Tempo 50 bzw. Tempo 60 mit Überwachung in Abb. 5.5 und Abb. 5.6 dargestellt. Darin zeigt sich zunächst, dass das tatsächlich gefahrene Geschwindigkeitsniveau mit z.t. über 70 km/h am Tag bzw. über 80 km/h in der Nacht deutlich über dem vorgeschriebenen Tempolimit von 60 km/h liegt. Die Fahrgeschwindigkeiten variieren im Tagesverlauf im Ist-Zustand im Wesentlichen zwischen 50 und 75 km/h. Wesentliche Störungen des Verkehrsflusses wurden nicht erfasst, sodass die Fahrgeschwindigkeiten von 50 bzw. 60 km/h, die bei der Simulation der Szenarien Tempolimit mit Überwachung zu Grunde gelegt wurden, nahezu über den gesamten Tagesverlauf mit großer Gleichmäßigkeit vor allem in der Tunnelstrecke erreicht wurden.

33 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 30 v-s-diagramm Äußere Spuren Rtg. Süd - Nord LSA Arnulfstraße Höhe Wilderich-Lang Straße Höhe Hirschbergstraße Blutenburgstraße LSA Nymphenburger Straße v (km/h) v Tag v Nacht s (m) Abb. 5.3: v-s-diagramm äußere Spuren Süd-Nord-Richtung v (km/h) LSA Nymphenburger Straße Blutenburgstraße v-s-diagramm Äußere Spuren Rtg. Nord - Süd Messcontainer Hirschbergstraße Wilderich-Lang Straße LSA Arnulfstraße v Tag v Nacht s (m) Abb. 5.4: v-s-diagramm äußere Fahrspuren Nord-Süd-Richtung

34 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG v-s-diagramm Innere Spuren Rtg. Süd - Nord v (km/h) Höhe Hirschbergstraße Einfahrt Tunnel obere Einfahrt Tunnel (Portal) Ausfahrt Tunnel (Portal) Ausfahrt Tunnel obere Rampe Ausfahrt Tunnel + 400m s (m) v Ist Tag v Ist Nacht v 60 v 50 Abb. 5.5: v-s-diagramm innere Spuren Süd-Nord-Richtung in den Szenarien Ist-Zustand (v Ist), Tempo 50 mit Überwachung (v 50 sowie Tempo 60 mit Überwachung (v 60) 90 v-s-diagramm Innere Spuren Rtg. Nord - Süd v (km/h) Auffahrt innere Spuren Ring 400m vor Tunnelrampe Einfahrt Tunnel (obere Rampe) Einfahrt Tunnel (Portal) Ausfahrt Tunnel (Tunnelportal) Ausfahrt Tunnel (obere Rampe) Höhe Hirschbergastraße Höhe Wilderich-Lang-Straße s (m) v Ist Tag v Ist Nacht v 60 v 50 Abb. 5.6: v-s-diagramm innere Spuren Nord-Süd-Richtung in den Szenarien Ist-Zustand (v Ist), Tempo 50 mit Überwachung (v 50 sowie Tempo 60 mit Überwachung (v 60)

35 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 32 Ein deutlicher Unterschied ist im Ist-Zustand in beiden Richtungen in der Stetigkeit des Verkehrsflusses zwischen den Abschnitten außerhalb des Tunnels und dem Abschnitt im Tunnel zu erkennen. So ist das Fahrverhalten im Tunnel deutlich gleichmäßiger und von geringeren Beschleunigungen bzw. Spurwechsel oder Überholvorgängen gekennzeichnet als in den Abschnitten außerhalb des Tunnels. Diese Unterschiede spiegeln sich deutlich in der geschwindigkeitsbezogenen, durchschnittlichen positiven Beschleunigung (RPA) der Fahrzeuge wider. Da der RPA einen relativ starken Einfluss auf das Emissionsniveau hat, wurden auf den inneren Spuren die Abschnitte innerhalb des Tunnels und außerhalb des Tunnels getrennt betrachtet. In den beiden Szenarien Tempo 50 bzw. Tempo 60 mit Überwachung traten diese Unterschiede nicht in diesem Maße auf, sodass dort die Unterscheidung zwischen Abschnitten im Tunnel bzw. außerhalb des Tunnels nicht vorgenommen wurde. Zur Einordnung der erfassten Fahrkurven des Ist-Zustandes wurden die Fahrgeschwindigkeiten, die im vorliegenden Untersuchungszeitraum im Bereich Hirschbergstraße erfasst wurden, mit den entsprechenden gemessenen Werten der Zählstelle am Querschnitt Hirschbergstraße verglichen. Abb. 5.7 zeigt den Tagesgang der Fahrgeschwindigkeiten an der Zählstelle Hirschbergstraße auf den inneren Spuren in Süd-Nord-Richtung (grüne Linien) und in Nord-Süd-Richtung (rote Linie). Danach sind überwiegend Fahrgeschwindigkeiten zwischen 50 km/h und 80 km/h in diesem Zeitraum erfasst; nur am sind kurzzeitig stark verringerte Geschwindigkeiten ausgewiesen. Abb. 5.8 zeigt die erfassten Fahrkurven nach Tageszeit. Die darin rot gezeichneten Verläufe der Fahrten zwischen und Uhr liegen im Tagesmittel, allgemein kann kein ausgeprägter Tagesgang der Reisegeschwindigkeiten beobachtet werden.

36 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Fahrgeschwindigkeiten am Geschwindigkeit in km/h Nord Nord Süd 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 90 Fahrgeschwindigkeiten am Geschwindigkeit in km/h Nord Nord Süd 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 Geschwindigkeit in km/h Fahrgeschwindigkeiten am Nord Nord Süd 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 Abb. 5.7: Erfasste Fahrgeschwindigkeiten an der Zählstelle auf den inneren Fahrspuren im Zeitraum (Richtung Norden = grüne Linien, Richtung Süden = rote Linie).

37 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG v-s-diagramm Innere Spuren Rtg. Süd - Nord / Ist-Zustand / nach Tageszeiten v (km/h) Höhe Hirschbergstraße Einfahrt Tunnel obere Rampe Einfahrt Tunnel (Portal) Ausfahrt Tunnel (Portal) Ausfahrt Tunnel obere Rampe Ausfahrt Tunnel + 400m s (m) 18:30-07:00 Uhr 07:00-08:00 Uhr 08:00-16:30 Uhr :30 Uhr Abb. 5.8: v-s-diagramm innere Spuren Süd-Nord-Richtung, Ist-Zustand nach Tageszeiten Zum Vergleich werden exemplarisch die an der Zählstelle gemessenen Fahrgeschwindigkeiten für den Zeitraum in Abb. 5.9 dargestellt, die in Hauptverkehrszeiten teilweise deutlich verringerte Fahrgeschwindigkeiten bei sehr hohem Verkehrsaufkommen aufweisen. Dies trifft auf mehrere Wochentage in der ersten Jahreshälfte 2012 zu. Die relativ flüssige Fahrweise auf den inneren Spuren, die mit den Fahrkurven erfasst wurde, ist demnach nicht zwingend auf alle Werktage übertragbar. Da auf Grund der Baumaßnahmen auf der Donnersbergerbrücke auch die Zähstelle beeinträchtigt war, lagen die Querschnittsdaten für die inneren Spuren in Nord-Süd-Richtung nur unvollständig vor. Aus diesem Grunde wurde der Vergleich in dieser Richtung nicht vorgenommen. Die Zuordnung des gemessenen Fahrverhaltens zu den Verkehrssituationen des HBEFA3.1 erfolgt über einen Vergleich der Fahrverhaltenskennwerte. In Tab. 5.1 sind die gemessenen Werte sowie die zugeordnete Verkehrssituation richtungsgetrennt für alle Abschnitte und betrachteten Szenarien enthalten. Zum Vergleich sind die gemessenen Fahrverhaltenskennwerte denen der HBEFA-Verkehrssituationen gegenübergestellt.

38 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Fahrgeschwindigkeiten am Geschwindigkeit in km/h Nord Nord Süd 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 90 Fahrgeschwindigkeiten am Geschwindigkeit in km/h Nord Nord Süd 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 90 Fahrgeschwindigkeiten am Geschwindigkeit in km/h Nord Nord Süd 0:00 0:30 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 5:00 5:30 6:00 6:30 7:00 7:30 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 23:30 Abb. 5.9: Erfasste Fahrgeschwindigkeiten an der Zählstelle auf den Fahrspuren im Zeitraum (Richtung Norden = grüne Linien, Richtung Süden = rote Linie).

39 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 36 Tab. 5.1: Zuordnung der ermittelten Fahrverhaltenskennwerte zu den HBEFA3.1-Verkehrssituationen

40 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 37 Dabei fällt auf, dass eine Zuordnung der gemessenen Kennwerte der Fahrten zur Simulation der Tempoüberwachung - insbesondere beim Szenario Tempo 50 mit Überwachung - nur unzureichend möglich ist. Das bei der Simulation der Tempoüberwachung auftretende stetige Fahrverhalten ist mit einem sehr geringen RPA verbunden, der durch die in HBEFA3.1 enthaltenen Verkehrssituationen nur bedingt abgebildet wird. Abb zeigt die für die Darstellung der Verkehrssituationen an der Landshuter Allee untersuchten Verkehrszustände des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA) Version 3.1 (linker Teil des Diagramms in Abb. 5.10, siehe auch Tabelle 5.3), die auf Grund der Reisegeschwindigkeiten für eine Zuordnung zum Szenario Tempolimit von 50 km/h mit strenger Überwachung (V3) in Betracht kommen. Demgegenüber wurden die über die durchgeführten Messfahrten ermittelten Kennwerte für die Geschwindigkeit (v), die geschwindigkeitsbezogene, durchschnittliche positive Beschleunigung (RPA) und der Stopanteil aufgetragen (rechter Teil des Diagramms in Abb. 5.10). Die beste Übereinstimmung bei den Kennwerten Reisegeschwindigkeit und Standanteil ist für die Verkehrssituation Land/HVS/50/flüssig (im Diagramm gelb markiert) zu erkennen. Allerdings ist der RPA laut HBEFA, obwohl er im Vergleich mit den anderen Verkehrssituationen am geringsten ist, immer noch deutlich höher wie der gemessene. Das Emissionsverhalten kann demzufolge für das Szenario Tempo 50 mit Überwachung mit den in HBEFA3.1 enthaltenen Verkehrssituationen nicht genau abgebildet werden. Im Rahmen einer Untersuchung für Hannover (SHP, Lohmeyer, 2012) wurden die bei Messfahrten aufgenommenen Fahrkurven mit dem Emissionsberechnungsmodell PHEM (Passenger car and Heavy duty Emission Model) berechnet, mit dem auch die Emissionsfaktoren des HBEFA3.1 berechnet wurden. Die Emissionsfaktoren in PHEM werden in g/h ausgegeben. Somit lassen sich für jeden beliebigen Abschnitt einer Fahrkurve die Emissionen berechnen. Auf der Grundlage dieser in Hannover aufgenommenen Fahrkurven und den Daten wurde abgeschätzt, dass die Emissionen bei Tempo 50 mit Überwachung ca. 40% geringer sind als die der Verkehrssituation Land/HVS/50/flüssig ; dieser Zusammenhang wird auf die Betrachtungen an der Landshuter Allee übertragen. Die Parameter der Fahrkurven des Szenarios Tempo 60 mit Überwachung haben ebenfalls einen, wenn auch nicht in dem Maße wie bei Tempo 50, geringeren RPA als die zuordenbare HBEFA-Verkehrssituation. Es liegt auch dort die Vermutung nahe, dass der reale Emissionsfaktor hier ebenfalls etwas geringer ist als der der zugeordneten Land/HVS/60/flüssig.

41 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 38 Vergleich Fahrverhaltenskennwerte Messung Szenario Tempo50 mit Überwachung vs. HBEFA 60 HBEFA 3.1 Messfahrten Geschwindigkeit in (km/h) EFA_NOx v RPA Stopanteil Abb. 5.10: Vergleich der Fahrverhaltenskennwerte der Messung im Szenario Tempo 50 mit Überwachung mit den HBEFA3.1-Werten der relevanten Verkehrssituationen (linke Achse: Geschwindigkeit (v) in (km/h), rechte Achse: NO x -Emissionsfaktor (EFA_NO x ) in (g/km), Stopanteil (-) und geschwindigkeitsbezogene, durchschnittliche positive Beschleunigung (RPA) in (m/s 2 ).

42 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 39 Eine differenzierte Quantifizierung konnte nicht erfolgen, da für dieses Fahrverhalten keine vergleichbaren Fahrkurven vorlagen. Detailliertere Zuordnungen der Fahrkurven zu Emissionen könnten mit PHEM erfolgen. Aus den erfassten Fahrkurven für die einzelnen Abschnitte erfolgte somit eine Zuordnung zu den Verkehrssituationen des HBEFA in bestmöglicher Näherung. Anhand eines Vergleichs der Kennwerte des HBEFA3.1 mit vorhandenen Messwerten können somit die realen Verkehrszustände und damit die Emissionsfaktoren der Fahrzeuge gut abgebildet werden und die Emissionen wie in den folgenden Kapiteln beschrieben, berechnet werden. 5.2 Betrachtete Schadstoffe Die Kraftfahrzeuge emittieren bei ihrem Betrieb eine Vielzahl von Schadstoffen. Die Relevanz dieser Schadstoffe ist recht unterschiedlich. Immissionsgrenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit werden erfahrungsgemäß am ehesten bei NO 2 und PM 10 erreicht, weshalb diese Stoffe im vorliegenden Gutachten detailliert betrachtet werden. 5.3 Methode zur Bestimmung der Emissionsfaktoren Zur Ermittlung der Emissionen werden die Verkehrsdaten und für jeden Luftschadstoff so genannte Emissionsfaktoren benötigt. Die Emissionsfaktoren sind Angaben über die pro mittlerem Fahrzeug der Fahrzeugflotte und Straßenkilometer freigesetzten Schadstoffmengen. Im vorliegenden Gutachten werden die Emissionsfaktoren für die Fahrzeugarten Leichtverkehr (LV) und Schwerverkehr (SV) unterschieden. Die Fahrzeugart LV enthält dabei die Pkw, die leichten Nutzfahrzeuge (lnfz) inklusive zeitlicher Entwicklung des Anteils am LV nach TRE- MOD (2010) und die Motorräder, die Fahrzeugart SV versteht sich inklusive Lastkraftwagen, Sattelschlepper, Busse usw. Die Emissionsfaktoren der Partikel setzen sich aus motorbedingten und nicht motorbedingten (Reifenabrieb, Staubaufwirbelung etc.) Emissionsfaktoren zusammen. Die Ermittlung der motorbedingten Emissionen erfolgt entsprechend der VDI-Richtlinie Kfz-Emissionsbestimmung (VDI, 2003) Motorbedingte Emissionsfaktoren Die motorbedingten Emissionsfaktoren der Fahrzeuge einer Fahrzeugkategorie (Pkw, leichte Nutzfahrzeuge, Busse etc.) werden mit Hilfe des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA Version 3.1 (UBA, 2010) und unter Berücksichtigung der Fahrzeugflotte von München sowie der Linienbusflotte von München berechnet.

43 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 40 Die motorbedingten Emissionen hängen für die Fahrzeugarten Pkw, lnfz, Lkw und Busse im Wesentlichen ab von: den so genannten Verkehrssituationen ( Fahrverhalten ), das heißt der Verteilung von Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Häufigkeit und Dauer von Standzeiten, der sich fortlaufend ändernden Fahrzeugflotte (Anteil Diesel etc.), der Zusammensetzung der Fahrzeugschichten (Fahrleistungsanteile der Fahrzeuge einer bestimmten Gewichts- bzw. Hubraumklasse und einem bestimmten Stand der Technik hinsichtlich Abgasemission, z.b. EURO 2, 3,...) und damit vom Jahr, für welches der Emissionsfaktor bestimmt wird (= Bezugsjahr), der Längsneigung der Fahrbahn (mit zunehmender Längsneigung nehmen die Emissionen pro Fahrzeug und gefahrenem Kilometer entsprechend der Steigung deutlich zu, bei Gefällen weniger deutlich ab) und dem Prozentsatz der Fahrzeuge, die mit nicht betriebswarmem Motor betrieben werden und deswegen teilweise erhöhte Emissionen (Kaltstarteinfluss) haben. Die Zusammensetzung der Fahrzeuge innerhalb der Fahrzeugkategorien wird aus den Bestandsdaten der Fahrzeugflotte für 2011, die durch die Stadtverwaltung München zur Verfügung gestellt wurde und in Abb aufgezeigt ist, entnommen und anhand der Angaben aus dem HBEFA (UBA, 2010) auf die dynamische Fahrzeugflottenzusammensetzung übertragen. Darin ist die Gesetzgebung bezüglich Abgasgrenzwerten (EURO 2, 3,...) berücksichtigt. Die Staub-Fraktion der motorbedingten Emissionen kann nach vorliegenden Erkenntnissen (Klingenberg et al., 1991; Israël et al., 1994; Gehrig et al., 2003) zu 100% der Partikelgröße kleiner 1 μm (aerodynamischer Durchmesser) und damit der PM 10 -Fraktion zugeordnet werden. Für die Linienbusse wurde durch die Stadtwerke München die in Tab. 5.2 aufgeführte Zusammensetzung der Fahrzeugflotte genannt. Größenklasse Standardbus Gelenkbus EURO-Norm Anzahl Anteil Anzahl Anteil EURO 2 (DPF) 0 0% 25 13% EURO 3 (DPF) 11 22% 26 13% EURO 4 (DPF) 0 0% 97 50% EURO % 24 12% EURO 5 SCR 3 6% 24 12% % % Tab. 5.2: Fahrzeugflotte der Linienbusse von München Stand 2011

44 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 30% 20% 10% 0% PKW Benzin PKW Diesel LKW Diesel Abb. 5.11: Kfz-Flottenzusammensetzung für München im Jahr 2011 entsprechend den Umweltzonenplaketten (weiß = ohne Plakette), Stand

45 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 42 Die Längsneigung der Straßen wird aus Höhenplänen, Lageplänen bzw. digitalen Geländedaten des Untersuchungsgebietes entnommen. Der Kaltstarteinfluss innerorts für Pkw bzw. lnfz wird entsprechend HBEFA angesetzt, sofern er in der Summe einen Zuschlag darstellt. Für diese Ausarbeitung werden folgende Verkehrssituationen herangezogen: AO-HVS70: Außerörtliche Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 70 km/h IOS-FernC50d: Innerstädtische Fernverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr IO-HVS50d: Innerörtliche Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr IO-Sam50d: Innerörtliche Sammelstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr IOS-AB70d: Innerstädtische Autobahn, Tempolimit 70 km/h, dichter Verkehr IOS-HVS50: Innerstädtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h IOS-HVS50d: Innerstädtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr IOS-HVS60: Innerstädtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 60 km/h IOS-HVS60d: Innerstädtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 60 km/h, dichter Verkehr IO_Stau: Innerörtliche Straße mit Stop&Go IOS-AB60: Innerstädtische Autobahn, Tempolimit 60 km/h IOS-AB60d: Innerstädtische Autobahn, Tempolimit 60 km/h, dichter Verkehr IOS-50K: Innerstädtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, mit strenger Überwachung IOS-50Kd: Innerstädtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, mit strenger Überwachung, dichter Verkehr IOS-Sam50: Innerstädtische Sammelstraße, Tempolimit 50 km/h IOS-Sam50d: Innerstädtische Sammelstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr IOS-Sam50d: Innerstädtische Sammelstraße, Tempolimit 50 km/h, gesättigter Verkehr Die Emissionsfaktoren für die Verkehrssituationen sind in Tab. 5.3 bis Tab. 5.6 aufgeführt. Die angesetzten Verkehrssituationen für den Ist-Zustand sind in Abb dargestellt Nicht motorbedingte Emissionsfaktoren Untersuchungen der verkehrsbedingten Partikelimmissionen zeigen, dass neben den Partikeln im Abgas auch nicht motorbedingte Partikelemissionen zu berücksichtigen sind, hervorgerufen durch Straßen-, Kupplungs- und Bremsbelagabrieb, Aufwirbelung von auf der Straße aufliegendem Staub etc. Diese Emissionen sind im HBEFA nicht enthalten, sie sind auch derzeit nicht mit zufriedenstellender Aussagegüte zu bestimmen. Die Ursache hierfür liegt in der Vielfalt der Einflussgrößen, die bisher noch nicht systematisch parametrisiert wurden und für die es derzeit auch keine verlässlichen Aussagen gibt.

46 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 43 Verkehrssituation IO-HVS50d IO-Sam50d IO_Stau IOS-AB70d IOS-FernC50d IOS-HVS50 IOS-HVS50d IOS-HVS60 IOS-Sam50 IOS-Sam50d IOS-Sam50g Meter Abb. 5.12: Verkehrssituationen auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen mit Berücksichtigung geltender Tempolimits. Straßenabschnitte mit Längsneigungen über 2% sind dicker eingezeichnet

47 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 44 In der vorliegenden Untersuchung werden die PM 10 -Emissionen aus Abrieben (Reifen, Bremsen und Straßenbelag) und infolge der Wiederaufwirbelung (Resuspension) von Straßenstaub in Anlehnung an BASt (2005) sowie Düring und Lohmeyer (2011) verwendet. Es werden zur Berechnung der Emissionen für die Summe aus Reifen-, Brems- und Straßenabrieb sowie Wiederaufwirbelung von eingetragenem Straßenstaub die in Tab. 5.3 bis Tab. 5.6 aufgeführten Emissionsfaktoren verwendet. Die Bildung von so genannten sekundären Partikeln wird mit der angesetzten Hintergrundbelastung berücksichtigt, soweit dieser Prozess in großen Entfernungen (10 km bis 50 km) von den Schadstoffquellen relevant wird. Für die kleineren Entfernungen sind die sekundären Partikel in den aus Immissionsmessungen abgeleiteten nicht motorbedingten Emissionsfaktoren enthalten. Straßenparameter Verkehrssituation (Kürzel) Geschwindigkeit [km/h] NO x spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [g/km] 2011 NO 2 direkt Partikel (nur Abgas) Partikel (nur Abrieb und Aufwirbelung) Pkw Lkw Pkw Lkw Pkw Lkw Pkw Lkw AO-HVS70 67,0 0,2366 3,9441 0,0815 0,3544 0,0066 0,0703 0,03 0,13 IOS-FernC50d 41,4 0,3190 5,3382 0,1069 0,5254 0,0113 0,1057 0,033 0,35 IO-HVS50d 39,6 0,3399 5,3453 0,1132 0,5234 0,0131 0,1009 0,033 0,35 IO-Sam50d 37,4 0,3733 5,8493 0,1212 0,5669 0,0138 0,1190 0,033 0,35 IOS-AB70d+4 62,5 0,6392 7,8562 0,2128 0,7746 0,0179 0,1325 0,03 0,13 IOS-AB70d-4 62,5 0,1534 0,3700 0,0508 0,0333 0,0067 0,0258 0,03 0,13 IOS-HVS50 45,0 0,3170 5,0312 0,1047 0,5038 0,0122 0,0934 0,026 0,1 IOS-HVS50d 37,0 0,4166 6,0039 0,1391 0,5896 0,0141 0,1271 0,033 0,35 IOS-HVS60 52,0 0,3055 4,2671 0,1003 0,4176 0,0116 0,0798 0,026 0,1 IOS-HVS ,0 0,5900 8,1472 0,1952 0,8095 0,0174 0,1387 0,026 0,1 IOS-HVS ,0 0,1525 0,8865 0,0491 0,0933 0,0076 0,0369 0,026 0,1 IO_Stau 12,8 0, ,8562 0,2179 1,1320 0,0207 0,2426 0,045 1,2 IOS-AB60 62,7 0,2219 3,5600 0,0738 0,3401 0,0098 0,0768 0,03 0,13 IOS-AB ,7 0,5268 7,8136 0,1780 0,7703 0,0161 0,1310 0,03 0,13 IOS-AB ,7 0,0898 0,3398 0,0302 0,0306 0,0052 0,0244 0,03 0,13 IOS-AB60d 56,5 0,3178 3,8435 0,1055 0,3679 0,0110 0,0812 0,03 0,13 IOS-AB60d+4 56,5 0,6155 7,8711 0,2055 0,7779 0,0171 0,1371 0,03 0,13 IOS-AB60d-4 56,5 0,1561 0,3735 0,0521 0,0338 0,0068 0,0283 0,03 0,13 IOS-50K 50,0 0,1420 2,3665 0,0489 0,2126 0,0039 0,0422 0,03 0,13 IOS-50Kd 50,0 0,1961 2,1326 0,0652 0,2045 0,0067 0,0468 0,03 0,13 IOS-50Kd-4 50,0 0,0921 0,2220 0,0305 0,0200 0,0040 0,0155 0,03 0,13 IOS-50Kd+4 50,0 0,3835 4,7137 0,1277 0,4648 0,0107 0,0795 0,03 0,13 Tab. 5.3: Emissionsfaktoren in g/km je Kfz für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr 2011 für München und für die Maßnahmen mit kontrollierten Tempolimits

48 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 45 spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [g/km] 2015 Straßenparameter Verkehrssituation (Kürzel) Geschwindigkeit [km/h] NO x NO 2 direkt Partikel (nur Abgas) Partikel (nur Abrieb und Aufwirbelung) Pkw Lkw Pkw Lkw Pkw Lkw Pkw Lkw AO-HVS70 67,0 0,1946 2,8014 0,0641 0,2690 0,0050 0,0527 0,03 0,13 IOS-FernC50d 41,4 0,2670 4,0790 0,0853 0,4395 0,0088 0,0812 0,033 0,35 IO-HVS50d 39,6 0,2881 4,1533 0,0907 0,4579 0,0103 0,0786 0,033 0,35 IO-Sam50d 37,4 0,3175 4,4560 0,0967 0,4733 0,0108 0,0910 0,033 0,35 IOS-AB70d+4 62,5 0,5382 5,8538 0,1718 0,6197 0,0142 0,1022 0,03 0,13 IOS-AB70d-4 62,5 0,1284 0,3007 0,0406 0,0320 0,0053 0,0202 0,03 0,13 IOS-HVS50 45,0 0,2692 3,8959 0,0838 0,4348 0,0095 0,0728 0,026 0,1 IOS-HVS50d 37,0 0,3510 4,6730 0,1108 0,5182 0,0110 0,0977 0,033 0,35 IOS-HVS60 52,0 0,2598 3,2506 0,0804 0,3473 0,0091 0,0619 0,026 0,1 IOS-HVS ,0 0,4995 6,0769 0,1572 0,6475 0,0137 0,1068 0,026 0,1 IOS-HVS ,0 0,1310 0,7457 0,0391 0,0938 0,0060 0,0288 0,026 0,1 IO_Stau 12,8 0,5311 9,4473 0,1731 1,0586 0,0163 0,1851 0,045 1,2 Tab. 5.4: Emissionsfaktoren in g/km je Kfz für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr 2015 für München spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [g/km] 2020 Straßenparameter Verkehrssituation (Kürzel) Geschwindigkeit [km/h] NO x NO 2 direkt Partikel (nur Abgas) Partikel (nur Abrieb und Aufwirbelung) Pkw Lkw Pkw Lkw Pkw Lkw Pkw Lkw AO-HVS70 67,0 0,1512 0,9714 0,0450 0,1341 0,0026 0,0127 0,03 0,13 IOS-FernC50d 41,4 0,2073 1,6720 0,0608 0,2421 0,0046 0,0202 0,033 0,35 IO-HVS50d 39,6 0,2273 1,9132 0,0647 0,2917 0,0053 0,0181 0,033 0,35 IO-Sam50d 37,4 0,2524 1,8455 0,0689 0,2664 0,0057 0,0231 0,033 0,35 IOS-AB70d+4 62,5 0,4122 1,9257 0,1226 0,2929 0,0074 0,0255 0,03 0,13 IOS-AB70d-4 62,5 0,0995 0,1505 0,0288 0,0264 0,0027 0,0029 0,03 0,13 IOS-HVS50 45,0 0,2132 1,7131 0,0599 0,2576 0,0050 0,0175 0,026 0,1 IOS-HVS50d 37,0 0,2747 2,1822 0,0786 0,3339 0,0058 0,0243 0,033 0,35 IOS-HVS60 52,0 0,2049 1,2927 0,0573 0,1856 0,0047 0,0150 0,026 0,1 IOS-HVS ,0 0,3878 1,9848 0,1122 0,3003 0,0071 0,0270 0,026 0,1 IOS-HVS ,0 0,1066 0,4373 0,0278 0,0831 0,0032 0,0052 0,026 0,1 IO_Stau 12,8 0,4227 5,0744 0,1247 0,8373 0,0089 0,0460 0,045 1,2 Tab. 5.5: Emissionsfaktoren in g/km je Kfz für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr 2020

49 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 46 Verkehrssituation (Kürzel) NO x spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [g/km] 2011 NO 2 direkt Partikel (nur Abgas) Partikel (nur Abrieb und Aufwirbelung) LBus LBus LBus LBus IOS-HVS50 8,14 2,13 0,019 0,2 IOS-HVS50d 8,71 2,29 0,022 0,3 IOS-Sam50 8,14 2,13 0,019 0,1 IOS-Sam50d 8,71 2,29 0,022 0,35 IOS-Sam50g 9,58 2,52 0,024 0,7 IO_Stau 12,71 3,35 0,028 0,8 Tab. 5.6: Linienbus-Emissionsfaktoren in g/km für den Linienbusverkehr auf den betrachteten Straßenabschnitten im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr 2011 für die Linienbusflotte von München 5.4 Emissionen pro Fahrzeug Tab. 5.3 bis Tab. 5.6 geben einen Überblick über die im vorliegenden Fall jeweils angesetzten Verkehrssituationen und zugehörigen Emissionsfaktoren unter Angabe der mittleren Fahrgeschwindigkeiten. Die Emissionen der betrachteten Schadstoffe NO x und PM 10 werden für jeden der betrachteten Straßenabschnitte ermittelt. Dabei wirken sich sowohl die verschiedenen Verkehrsaufkommen und Lkw-Anteile als auch die unterschiedlichen Verkehrssituationen aus. Im Anhang sind die räumlichen Verteilungen der Emissionen für die Schadstoffe NO x, direkte NO 2 - Emissionen und PM 10 dargestellt. 5.5 Berechnete Emissionen an der Messstelle Tab. 5.7 zeigt exemplarisch für die Landshuter Allee auf der Höhe der Immissionsmessstelle die Verkehrskenndaten und die berechneten Emissionen für den jeweiligen Richtungsverkehr, ausgedrückt als Strecken und Zeit bezogene Emissionsdichten für die Bestandssituation Die Auswirkungen der betrachteten Maßnahmen auf die berechneten Emissionen sind in Abb bis Abb dargestellt und um die berechneten Emissionen für die Jahre 2015 und 2020 ohne Verkehrsänderungen und ohne zusätzliche Tempolimits und Maßnahmen ergänzt (Nullfall 2015 und Nullfall 2020).

50 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 47 Variante DTV [Kfz/24h] Lkw- Anteil [%] Verkehrssituation mittlere Emissionsdichte NO x [mg/(m*s)] NO 2 direkt [mg/(m*s)] Bus Süd IOS-Sam50d 0,0214 0,0056 0,0009 LA aussen Süd ,8 IO-HVS50d 0,1623 0,0337 0,0176 LA innen Süd ,8 IOS-AB70d 0,2846 0,0648 0,0273 LA innen Nord ,8 IOS-AB70d 0,2777 0,0632 0,0267 LA aussen Nord ,8 IOS-FernC50d 0,1537 0,0315 0,0168 Bus Nord IOS-Sam50d 0,0215 0,0056 0,0009 PM 10 [mg/(m*s)] Tab. 5.7: Verkehrsdaten und berechnete Emissionen für die Landshuter Allee an der Messstelle für den Ist-Zustand 2011 Danach prägen im Ist-Zustand 2011 die inneren Fahrspuren die Emissionen der Landshuter Allee. Die äußeren, durch den städtischen Verkehr inklusive Lichtsignalanlageneinflüssen geprägten Fahrspuren weisen ebenfalls hohe Emissionen auf. Diese werden ergänzt durch die Beiträge des Linienbusverkehrs auf den jeweils äußersten Fahrspuren. Für die inneren Fahrspuren werden durch die Kontrollen der Fahrgeschwindigkeit (Maßnahme V1 und V3) gleichmäßigere Fahrweisen und geringere Höchstgeschwindigkeiten gegenüber dem Ist-Zustand erwartet und damit geringere NO x -Emissionen und auch geringere direkte NO 2 -Emissionen. Die Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit auf Tempo 50 km/h ohne Kontrollen (Maßnahme V2) lässt entsprechend den zugeordneten Verkehrssituationen des HBEFA keine nennenswerten Änderungen der Emissionen erwarten. Da auf den äußeren Fahrspuren die erlaubte Höchstgeschwindigkeit von 50 km/h schon im Ist-Zustand nicht überschritten wird, sind keine nennenswerten Änderungen durch zusätzliche Kontrollen zu erwarten, zumal auch die Lichtsignalanlagen und Fahrspurwechsel keine hohen Fahrgeschwindigkeiten erlauben und eher ein geringeres mittleres Geschwindigkeitsniveau erzeugen. Die weitestgehende Maßnahme, streng kontrolliertes Tempolimit von 50 km/h (V3), führt zu einer Reduktion der NO x -Emissionen der Landshuter Allee auf 76% und der NO 2 -Direktemissonen auf 75% der Ausgangssituation. Mit der zeitlichen Entwicklung der Fahrzeugflottenzusammensetzung bis 2015 und 2020 werden verringerte motorbedingte Emissionen prognostiziert (Nullfall NF2015 und Nullfall NF2020). Das führt dazu, dass auf allen Fahrspuren die Emissionen verringert werden bei angesetzter gleichbleibender Verkehrsstärke. Dabei sind intensive Minderungen für die NO x -

51 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG NOx-Emissionen an der Landshuter Allee Emissionsdichte in (mg/(m*s)) Ist- Zustand V1 V2 V3 NF2015 NF Bus Süd LA aussen Süd LA innen Süd LA innen Nord LA aussen Nord Bus Nord Summe Anteil in % Bus Süd NOx-Emissionen Landshuter Allee relativ zum Istzustand LA aussen Süd LA innen Süd LA innen Nord LA aussen Nord Bus Nord Summe Ist- Zustand V1 V2 V3 NF2015 NF2020 Abb. 5.13: NO x -Emissionen an der Landshuter Allee für die jeweiligen Fahrtrichtungen und alle Untersuchungsfälle (Ist-Zustand, Maßnahmen V1, V2, V3 und Nullfälle NF2015 und NF2020). oben: Emissionsdichte (mg/(m*s)), unten: Prozentualer Anteil [%], bezogen auf den Ist-Zustand.

52 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG NO2d-Emissionen an der Landshuter Allee Emissionsdichte in (mg/(m*s)) Ist- Zustand V1 V2 V3 NF2015 NF Bus Süd LA aussen Süd LA innen Süd LA innen Nord LA aussen Nord Bus Nord Summe Anteil in % Bus Süd NO2d-Emissionen Landshuter Allee relativ zum Istzustand LA aussen Süd LA innen Süd LA innen Nord LA aussen Nord Bus Nord Summe Ist- Zustand V1 V2 V3 NF2015 NF2020 Abb. 5.14: Direkte verkehrsbedingte NO 2 -Emissionen an der Landshuter Allee in München für die jeweiligen Fahrtrichtungen und alle Untersuchungsfälle (Ist-Zustand, Maßnahmen V1, V2, V3 und Nullfälle NF2015 und NF2020). oben: Emissionsdichte (mg/(m*s)), unten: Prozentualer Anteil [%], bezogen auf den Ist-Zustand.

53 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Partikel-Emissionen an der Landshuter Allee Emissionsdichte in (mg/(m*s)) Ist- Zustand V1 V2 V3 NF2015 NF Bus Süd LA aussen Süd LA innen Süd LA innen Nord LA aussen Nord Bus Nord Summe Anteil in % Bus Süd Partikel-Emissionen Landshuter Allee relativ zum Istzustand LA aussen Süd LA innen Süd LA innen Nord LA aussen Nord Bus Nord Summe Ist- Zustand V1 V2 V3 NF2015 NF2020 Abb. 5.15: PM10-Emissionen an der Landshuter Allee für die jeweiligen Fahrtrichtungen und alle Untersuchungsfälle (Ist-Zustand, Maßnahmen V1, V2, V3 und Nullfälle NF2015 und NF2020). oben: Emissionsdichte (mg/(m*s)), unten: Prozentualer Anteil [%], bezogen auf den Ist-Zustand.

54 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 51 Emissionen und NO 2 -Direktemissionen abgeleitet und erreichen im Jahr 2020 (Nullfall 2020) für NO x ca. 51% der Ausgangsemission bzw. für direkte NO 2 Emissionen ca. 57% der Ausgangsemission. Bei der Emissionsberechnung wurde allerdings die Linienbusflotte nicht variiert, da keine detaillierten Angaben über die mögliche Flottenverjüngung vorlagen und der Anteil der Linienbusse an der Gesamtemission der Landshuter Allee eher von untergeordneter Bedeutung ist. Die Verringerungen der Partikelemissionen fallen für die Jahre 2015 und 2020 (Nullfall NF2015 und Nullfall NF2020) gegenüber NO x - und NO 2 -Emissionen deutlich geringer aus, da nur eine Minderung der motorbedingten Beiträge angesetzt wurde und die nicht motorbedingten Beiträge aufgrund unveränderter Verkehrsstärken nicht modifiziert werden.

55 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 52 6 ERGEBNISSE DER IMMISSIONSBERECHNUNGEN In die Immissionsberechnungen gehen die Emissionen der Kraftfahrzeuge (Kap. 5) auf den berücksichtigten Straßen ein, die im voranstehenden Kapitel 5.5 aufgezeigt und diskutiert sind. Diese Emissionen verursachen die verkehrsbedingte Zusatzbelastung im Untersuchungsgebiet. Die Beurteilungswerte beziehen sich immer auf die Gesamtbelastung, die unter Berücksichtigung der für den städtischen Bereich von München repräsentativen Windstatistik berechnet wird. Es wird daher nur die Gesamtbelastung diskutiert, welche sich aus Zusatzbelastung und großräumig vorhandener Hintergrundbelastung zusammensetzt. Die Ergebnisse der Immissionsberechnungen werden grafisch aufbereitet und als farbige Abbildungen dargestellt. Die grafische Umsetzung der Immissionen erfolgt in Form von farbigen Rechtecken, deren Farbe bestimmten Konzentrationsintervallen zugeordnet ist. Die Zuordnung zwischen Farbe und Konzentrationsintervall ist jeweils in einer Legende angegeben. Bei der Skalierung der Farbstufen für die Immissionen wurde der kleinste Wert entsprechend der angesetzten Hintergrundbelastung zugeordnet. Beurteilungsrelevante Kenngrößen sind einheitlichen Farben zugeordnet. Damit werden derzeit geltende Grenzwerte für PM 10 mit gelben bis violetten Farben und für NO 2 mit gelben Farben belegt. 6.1 Stickstoffdioxidimmissionen Die Auswertung der berechneten NO 2 -Immissionen erfolgt für den Ist-Zustand 2011 einmal für die Messhöhe an der Luftmessstation, d.h. in ca. 4 m über dem Gelände sowie für die Auswertehöhe von ca. 1,5 m über dem Gelände, der Nasenhöhe der sich im Freien aufhaltenden Passanten bzw. dem Eingangsbereich der Wohngebäude. Die Höhe von 4 m über Gelände kommt auch der Höhe der Fenster im ersten Obergeschoss nahe. Die Abb. 6.1 zeigt die berechneten NO 2 -Immissionen in der Höhe der Luftmessstation und weist mit berechneten 84 µg/m³ eine gute Übereinstimmung mit dem Messwert von 85 µg/m³ im Jahr 2011 auf. Über den Fahrbahnen der Landshuter Allee sind sehr hohe Immissionen berechnet mit Konzentrationen über 84 µg/m³ im Jahresmittel. Zu der nächstgelegenen Bebauung an der Messstelle verringern sich die berechneten NO 2 -Immissionen auf unter 80 µg/m³. In Bodennähe sind etwas höhere NO 2 -Immissionen berechnet, die in Abb. 6.2 dargestellt sind. Damit sind an der Randbebauung der Landshuter Allee NO 2 -Immisisonen bis leicht über 80 µg/m³ und im Bereich der Messstelle über 90 µg/m³ berechnet. Die hohen verkehrsbedingten NO 2 -Immissionen der Landshuter Allee wirken auch bis in die abzweigenden Nebenstraßen ein und führen dort teilweise noch zu NO 2 -Immissionen über 40 µg/m³.

56 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 53 S NO2 in [µg/m³] > 30 >= Meter Abb. 6.1: NO2-Gesamtbelastung (Jahresmittelwerte) im Ist-Zustand 2011 in ca. 4 m Höhe ausgedrückt in µg/m³. Gebäude sind hellgrau und Straßen als schwarze Linien eingezeichnet

57 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 54 S NO2 in [µg/m³] > 30 >= Meter Abb. 6.2: NO2-Gesamtbelastung (Jahresmittelwerte) im Ist-Zustand 2011 in ca. 1.5 m Höhe ausgedrückt in µg/m³. Gebäude sind hellgrau und Straßen als schwarze Linien eingezeichnet

58 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 55 Ergänzend zu den Messdaten der Messstation Landshuter Allee wurden durch den Auftraggeber auch Messdaten befristeter Messkampagnen zur Verfügung gestellt (LfU, 2012). Die Standorte und erfassten Konzentrationen sind in Abb. 6.3 unter Berücksichtigung der selben Farblegende wie für die Immissionsberechnungen aufgezeigt. In Abb. 6.4 ist eine Überlagerung der Messdaten mit den berechneten NO 2 -Immissionen in Bodennähe aufgetragen und zeigt auch in den Nebenstraßen gute Übereinstimmungen. An der Messstelle im Hinterhof der Landshuter Allee werden Konzentrationen gemessen, die der angesetzten Hintergrundbelastung von 28 µg/m³ entsprechen; solch eine intensive Abschattung der verkehrsbedingten Beiträge der Landshuter Allee durch die Bebauung wird mit den Immissionsberechnungen nicht erzielt, die im Hofbereich berechnete NO 2 -Immissionen um 34 µg/m³ erzielen. Für das Aufzeigen der Auswirkungen der betrachteten Maßnahmen auf die NO 2 -Immissionen sind für den Standort der Messstelle und die nächstgelegene Bebauung die berechneten NO 2 -Gesamtbelastungen in Abb. 6.5 aufgetragen. Danach werden mit der weitestgehenden Minderung durch das überwachte Tempolimit von 50 km/h (V3) an der Messstelle (in 4 m über Grund) NO 2 -Immissionen von 73 µg/m³ prognostiziert, das entspricht einer Minderung um ca. 11 µg/m³ bzw. eine Reduktion auf 87% des Ausgangswertes (vgl. Abb. 6.5 unten). An der benachbarten Wohnbebauung werden damit in der Höhe des ersten Obergeschosses NO 2 -Immissionen von 69 µg/m³ berechnet. Für die Berechnung der Gesamtbelastungen an NO 2 wurde auch der Beitrag der direkten motorbedingten NO 2 -Emission ohne die sekundäre NO 2 -Bildung durch Oxidation des motorbedingten NO mit Ozon berücksichtigt und der Ausbreitungsrechnung zugeführt. Damit kann als reiner Rechenwert die Zusatzbelastung bedingt durch die direkte NO 2 -Emission abgeleitet werden, die als Zwischenergebnis in Abb. 6.6 aufgetragen ist. Allein die Auswirkungen der berechneten Zusatzbelastung durch direkte NO 2 -Emissionen des Kfz-Verkehrs führen beim Ist-Zustand an der Messstelle zu Konzentrationen von 36 µg/m³ und an der Bebauung im ersten Obergeschoss von 32 µg/m³. Auf eine detaillierte Diskussion dieser Ergebnisse wird hier verzichtet, da diese rechnerischen Zwischenergebnisse nicht durch Messungen belegt werden können und immer im Zusammenhang mit der atmosphärischen NO 2 -Bildung auf dem Ausbreitungspfad zu sehen sind. In Abb. 6.7 bis Abb. 6.9 sind die berechneten NO 2 -Gesamtbelastungen in Bodennähe (1,5 m) für die drei Tempolimit-Szenarien aufgeführt. Damit ist mit der weitestgehenden Maßnahme, überwachtes Tempo 50 km/h (V3), eine verringerte NO 2 -Immission verbunden, aber an der Randbebauung im Straßenraum der Landshuter Allee kann entsprechend den Berechnungen dennoch keine Einhaltung des Grenzwertes abgeleitet werden.

59 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG NO2 in µg/m³ %U > 84 %U > 80 %U > 76 %U > 72 %U > 68 %U > 48 %U > 44 %U > 40 %U > 38 %U > 36 %U >34 %U > 32 %U > 30 %U > 28 %U %U 56 %U %U %U %U %U S%U %U %U %U %U %U Meter Abb. 6.3: Messdaten der NO2-Jahresmittelwerte im Jahr 2011 Quelle: NOx-Projekt (LfU-Vorhaben TLK01U-10540)

60 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG NO2 in µg/m³ > 30 >= 28 %U %U 57 %U %U %U %U %U S%U %U %U %U %U %U Meter Abb. 6.4: NO2-Jahresmittelwerte im Jahr 2011 in Bodennähe mit Ergebnissen der Messungen (kleine Quadrate mit gleicher Farblegende der Konzentrationen) Quelle: NOx-Projekt (LfU-Vorhaben TLK01U-10540)

61 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 58 NO2 Jahresmittelwert Konzentration in (µg/m³) Ist V1 V2 V Messstelle 1.5 m Messstelle 4 m am Haus 1.5 m am Haus 4 m NO2 Jahresmittelwert, Prozentualer Anteil an Istzustand Anteil an Istzustan in (%) Ist V1 V2 V Messstelle 1.5 m Messstelle 4 m am Haus 1.5 m am Haus 4 m Abb. 6.5: NO 2 - Immissionen an der Messstelle Landshuter Allee und an der benachbarten Bebauung in 4m über Grund (Messeinlass) und in 1.5 m über Grund für alle Untersuchungsfälle. oben: Immission [µg/m³], unten: Prozentualer Anteil [%].

62 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG NO2direkt Jahresmittelwert Konzentration in (µg/m³) Ist V1 V2 V Messstelle 1.5 m Messstelle 4 m am Haus 1.5 m am Haus 4 m NO2direkt Jahresmittelwert, Prozentualer Anteil an Istzustand Anteil an Istzustan in (%) Ist V1 V2 V Messstelle 1.5 m Messstelle 4 m am Haus 1.5 m am Haus 4 m Abb. 6.6: Verkehrbedingte direkte NO 2 -Zusatzbelastung an der Messstelle Landshuter Allee und an der benachbarten Bebauung in 4m über Grund (Messeinlass) und in 1.5 m über Grund für alle Untersuchungsfälle. oben: verkehrsbedingte direkte NO 2 -Zusatzbelastung [µg/m³)], unten: Prozentualer Anteil [%].

63 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 60 S NO2 in [µg/m³] > 30 >= Meter Abb. 6.7: NO2-Gesamtbelastung (Jahresmittelwerte) für die Variante V1 (Tempolimit 60 km/h, überwacht) in ca. 1.5 m Höhe ausgedrückt in µg/m³. Gebäude sind hellgrau und Straßen als schwarze Linien eingezeichnet

64 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 61 S NO2 in [µg/m³] > 30 >= Meter Abb. 6.8: NO2-Gesamtbelastung (Jahresmittelwerte) für die Variante V2 (Tempolimit 50 km/h, nicht überwacht) in ca. 1.5 m Höhe ausgedrückt in µg/m³. Gebäude sind hellgrau und Straßen als schwarze Linien eingezeichnet

65 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 62 S NO2 in [µg/m³] > 30 >= Meter Abb. 6.9: NO2-Gesamtbelastung (Jahresmittelwerte) für die Variante V3 (Tempolimit 50 km/h, überwacht) in ca. 1.5 m Höhe ausgedrückt in µg/m³. Gebäude sind hellgrau und Straßen als schwarze Linien eingezeichnet

66 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Feinstaubimmissionen (PM 10 ) Für die Bewertung der Feinstaubimmissionen liegen zwei Beurteilungsgrößen vor. Diese sind der Jahresmittelwert und der Kurzzeitwert, der max. 35 Überschreitungen eines Tagesmittelwertes von 50 µg PM 10 /m³ in einem Jahr erlaubt. Die Auswertungen von Messdaten zeigen, dass der Kurzzeitwert die strengere Größe darstellt. Entsprechend den Ausführungen in Kap. 3.2 gibt es für den Kurzzeitwert einen Schwellenwert. Dieser besagt, dass ab einem PM 10 -Jahresmittelwert von 29 µg/m³ der Kurzzeitwert überschritten ist. Im Folgenden werden die berechneten PM 10 -Jahresmittelwerte dargestellt und mit Blick auf die beiden Werte von 29 µg/m³ und 40 µg/m³ diskutiert. Am Standort der Messstelle sind PM 10 -Immissionen (Jahresmittelwert) von 36 µg/m³ berechnet (Abb. 6.10) und stimmen gut mit den Messwerten überein. An der benachbarten Bebauung werden im ersten Obergeschoss PM 10 -Immissionen von 34 µg/m³, in Bodennähe von 35 µg/m³ berechnet. Mit dem Tempolimit auf 50 km/h inklusive strenger Überwachung (V3) ist eine gewisse Minderung berechnet, die zu einer Verringerung bis auf 97% des Ausgangswertes führt (vgl. Abb unten). Die flächenhaften Ergebnisse der PM 10 -Immissionen in Bodennähe sind in Abb bis 6.14 dargestellt. Danach sind an der Randbebauung im Straßenraum der Landshuter Allee Konzentrationen unter 40 µg/m³, aber über 28 µg/m³ im Jahresmittel berechnet. Ab PM 10 - Jahresmittelwerten über 28 µg/m³ besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass auch der PM 10 -Kurzzeitbelastungswert (mehr als 35 Tage mit Tagesmittelwerten über 50 µg/m³) überschritten wird. Dies ist an der gesamten Randbebauung im Straßenraum der Landshuter Allee bei allen betrachteten Varianten zu erwarten. An Gebäudeseiten außerhalb des Straßenraumes der Landshuter Allee sind allerdings nur vereinzelt PM 10 -Jahresmittelwerte über 28 µg/m³ berechnet. 6.3 Diskussion Die im vorliegenden Bericht untersuchten Auswirkungen von Tempolimits auf 60 km/h bzw. 50 km/h mit unterschiedlichen Intensitäten der Kontrolle an der Landshuter Allee zeigen hinsichtlich der Wirksamkeit auf die Reduktion der Feinstaub (PM 10 )- und Stickstoffdioxid (NO 2 )- Immission positive Auswirkungen. Die Fahrgeschwindigkeiten im Ist-Zustand variieren im Tagesverlauf im Wesentlichen zwischen 50 km/h und 75 km/h. Durch die Einführung eines Tempolimits auf 50 km/h mit strikter Überwachung stellt sich ein über den gesamten Tagesverlauf nahezu stetiger Verkehrsfluss

67 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 64 ein, der die im Ist-Zustand häufigen Beschleunigungs- und Verzögerungsanteile deutlich reduziert. Durch die Verstetigung des Verkehrsflusses und das raschere Erreichen der Höchstgeschwindigkeit mit kürzeren Beschleunigungsphasen wird eine Reduzierung der auspuffbedingten Emissionen erzielt, was in der Folge zu einer Reduktion der Immissionen führt. Dies betrifft vor allem die Stickstoffoxid-Emissionen. Durch die Einführung eines Tempolimits von 50 km/h mit einer strengen Überwachung (V3) könnten demnach die NO 2 -Immissionen an der LÜB-Messstation von 84 µg/m 3 auf 73 µg/m³ im Jahresmittelwert reduziert werden. Die Auswirkung der Einführung der Maßnahme V3 auf die Feinstaubimmission fällt mit einer Reduzierung von 1 µg/m 3 auf 35 µg/m 3 deutlich geringer aus. Die NO 2 -Minderung um bis zu 11 µg/m 3 ist im Wesentlichen auf den an der Landshuter Allee sehr hohen Verkehrsanteil von ca. 74 % an der NO 2 -Gesamtbelastung zurückzuführen (siehe Luftreinhalteplan München, 1. Fortschreibung, Oktober 2007). Durch die Verstetigung des Verkehrsflusses werden die Emissionen der gesamten Fahrzeugflotte spürbar verringert, was sich zu einem hohen Anteil auch auf die NO 2 -Gesamtbelastung auswirkt. Im Gegensatz dazu bewirkt zum Beispiel eine Umweltzone nur bei einem relativ geringen Flottenanteil (die durch die jeweilige Stufe der Umweltzone mit Fahrverbot belegten älteren Fahrzeuge) eine Minderung der Emissionen. Hinzu kommt bei einer Umweltzone, dass neue Diesel-Pkw zum Teil auch etwas höhere NO 2 -Direktemissionen aufweisen können, was sich im Mittel kontraproduktiv auf die NO 2 -Minderung auswirken kann. Bei den Feinstaub-Immissionen wird im vorliegenden Gutachten nur der Auspuffanteil durch die betrachteten Maßnahmen modifiziert; Abrieb und Aufwirbelung werden in den Berechnungen nicht verändert. Es ist jedoch nicht auszuschließen, dass durch die beschriebenen Maßnahmen mit Homogenisierung des Verkehrsflusses auch der Beitrag von Abrieb und Aufwirbelung zurückgehen wird. Unter diesen Gesichtspunkten sind die errechneten Minderungswirkungen auch im Vergleich mit anderen Minderungsmaßnahmen als plausibel und nachvollziehbar zu bezeichnen. Es versteht sich, dass verglichen mit flächigen Maßnahmen die unterstellten Tempolimits an der Landshuter Allee nur am begrenzten Abschnitt der Landshuter Allee selbst, nicht jedoch im weiteren Stadtgebiet von München, ihre Minderungswirkung entfalten können.

68 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG PM10 Jahresmittelwert Konzentration in (µg/m³) Ist V1 V2 V Messstelle 1.5 m Messstelle 4 m am Haus 1.5 m am Haus 4 m PM10 Jahresmittelwert, Prozentualer Anteil an Istzustand Anteil an Istzustan in (%) Ist V1 V2 V Messstelle 1.5 m Messstelle 4 m am Haus 1.5 m am Haus 4 m Abb. 6.10: PM10- Immissionen an der Messstelle Landshuter Allee und an der benachbarten Bebauung in 4m über Grund (Messeinlass) und in 1.5 m über Grund für alle Untersuchungsfälle. oben: Immission [µg/m³], unten: Prozentualer Anteil [%].

69 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 66 S PM10 in [µg/m³] > Meter Abb. 6.11: PM10-Gesamtbelastung (Jahresmittelwerte) im Ist-Zustand 2011 in ca. 1.5 m Höhe ausgedrückt in µg/m³. Gebäude sind hellgrau und Straßen als schwarze Linien eingezeichnet

70 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 67 S PM10 in [µg/m³] > Meter Abb. 6.12: PM10-Gesamtbelastung (Jahresmittelwerte) für die Variante V1 (Tempolimit 60 km/h, überwacht) in ca. 1.5 m Höhe ausgedrückt in µg/m³. Gebäude sind hellgrau und Straßen als schwarze Linien eingezeichnet

71 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 68 S PM10 in [µg/m³] > Meter Abb. 6.13: PM10-Gesamtbelastung (Jahresmittelwerte) für die Variante V2 (Tempolimit 50 km/h, nicht überwacht) in ca. 1.5 m Höhe ausgedrückt in µg/m³. Gebäude sind hellgrau und Straßen als schwarze Linien eingezeichnet

72 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 69 S PM10 in [µg/m³] > Meter Abb. 6.14: PM10-Gesamtbelastung (Jahresmittelwerte) für die Variante V3 (Tempolimit 50 km/h, überwacht) in ca. 1.5 m Höhe ausgedrückt in µg/m³. Gebäude sind hellgrau und Straßen als schwarze Linien eingezeichnet

73 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 70 7 LITERATUR 22. BImSchV (2007): Zweiundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes, Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der Luft vom 11. September 2002 (BGBl. I S. 3626), zuletzt geändert durch Artikel 1 der Verordnung vom 27. Februar 2007 (BGBl. I S. 241) (mit Erscheinen der 39. BImSchV zurückgezogen). 23. BImSchV (1996): Dreiundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über die Festlegung von Konzentrationswerten BImSchV). In: BGBl. I, Nr. 66, S (mit Erscheinen der 33. BImSchV zurückgezogen). 33. BImSchV. (2004): Dreiunddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung zur Verminderung von Sommersmog, Versauerung und Nährstoffeinträgen 33. BImSchV). BGBl I, Nr. 36, S vom (mit Erscheinen der 39. BImSchV zurückgezogen). 39. BImSchV (2010): Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes. Luftqualitätsrichtlinie der EU durch Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen (39. BImSchV) und BImSchG Änderung in deutsches Recht umgesetzt. Im Internet unter BASt (1986): Straßenverkehrszählungen 1985 in der Bundesrepublik Deutschland. Erhebungs- und Hochrechnungsmethodik. Schriftenreihe Straßenverkehrszählungen, Heft 36. Im Auftrag des Bundesministers für Verkehr, Bergisch Gladbach, Hrsg.: Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach. BASt (2005): PM 10 -Emissionen an Außerortsstraßen mit Zusatzuntersuchung zum Vergleich der PM 10 -Konzentrationen aus Messungen an der A 1 Hamburg und Ausbreitungsrechnungen. Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Verkehrstechnik, Heft V 125, Bergisch-Gladbach, Juni Baustellenbericht München 04/2012: Bis Anfang September 2012 bleiben im Zuge des Mittleren Ringes zwei durchgehende Fahrspuren frei. Dabei wird während der gesamten Bauzeit die linke Fahrspur in Fahrtrichtung Norden auf der gegenüberliegenden Richtungsfahrbahn geführt. In den Rampenbereichen bleibt jeweils nur eine von zwei Fahrspuren frei. Während der gesamten Bauzeit wird auf der Donnersbergerbrücke die zulässige Höchstgeschwindigkeit auf 40 km/h begrenzt. Siehe: de/rathaus/stadtverwaltung/baureferat/baustellen/baustellenbericht.html#innen Düring und Lohmeyer (2011): Einbindung des HBEFA 3.1 in das FIS Umwelt und Verkehr sowie Neufassung der Emissionsfaktoren für Aufwirbelung und Abrieb des Straßenver-

74 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 71 kehrs. Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG, Radebeul unter Mitarbeit der TU Dresden sowie der BEAK Consultants GmbH. Projekt , Juni Gutachten im Auftrag von: Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, Dresden. Düring, I., Bächlin, W., Ketzel, M., Baum, A., Friedrich, U., Wurzler, S. (2011): A new simplified NO/NO 2 conversion model under consideration of direct NO 2 -emissions. Meteorologische Zeitschrift, Vol (February 2011). EG-Richtlinie 2008/50/EG (2008): Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates vom über Luftqualität und saubere Luft für Europa. Amtsblatt der Europäischen Union vom , Nr. L152/1. Eichhorn, J. (1995): MISKAM-Handbuch zu Version 2 und 3, Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre. Flassak, Th., Bächlin, W., Bösinger, R., Blazek, R., Schädler, G., Lohmeyer, A. (1996): Einfluss der Eingangsparameter auf berechnete Immissionswerte für KFZ-Abgase - Sensitivitätsanalyse. In: FZKA PEF-Bericht 150, Forschungszentrum Karlsruhe. Gehrig, R., Hill, M., Buchmann, B., Imhof, D., Weingartner, E., Baltensperger, U. (2003): Verifikation von PM 10 -Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs. Abschlussbericht der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) und des Paul Scherrer Instituts (PSI) zum Forschungsprojekt ASTRA 2000/415. Juli Hausberger et al.: PHEM (Passenger car and heavy duty emission model). Technische Universität Graz, Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik. Israël, G.W., Pesch, M., Schlums, C. (1994): Bedeutung des Reifenabriebs für die Rußemission des Kfz-Verkehrs. In: Staub - Reinhaltung der Luft 54, S Springer- Verlag, Berlin. Klingenberg, H., Schürmann, D., Lies, K.-H. (1991): Dieselmotorabgas - Entstehung und Messung. In: VDI-Bericht Nr. 888, S Kühlwein, Jörg (2004): Unsicherheiten bei der rechnerischen Ermittlung von Schadstoffemissionen des Straßenverkehrs und Anforderungen an zukünftige Modelle. Dissertation, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) der Universität Stuttgart, 20. September LfU (1993): Die Luft in Baden-Württemberg, Jahresbericht Hrsg.: Landesanstalt für Umweltschutz, Karlsruhe.

75 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 72 LfU ( ): Jahreskenngrößen der Luftschadstoff-Messwerte in µg/m³ an Stationen des Luftmessnetzes Bayern. LfU (2012): NO X -Projekt (LfU-Vorhaben TLK 01U-10540): Untersuchung der räumlichen Verteilung der NO 2 -Belastung im Umfeld von vorhandenen, hoch belasteten Luftmessstationen. Unveröffentlichte Informationen. Lohmeyer, A., Nagel, T., Clai, G., Düring, I., Öttl, D. (2000): Bestimmung von Kurzzeitbelastungswerten, Immissionen gut vorhergesagt. In: Umwelt, kommunale ökologische Briefe Nr. 01/ , Raabe-Verlag, Berlin. LUA NRW (2006): Jahresbericht 2005, Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen, Essen, seit Landesamt für Umwelt, Natur und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV NRW), Februar 2006, Regierung von Oberbayern (2007): Luftreinhalte-/Aktionsplan für die Stadt München, 1. Fortschreibung, Oktober Röckle, R., Richter, C.-J. (1995): Ermittlung des Strömungs- und Konzentrationsfeldes im Nahfeld typischer Gebäudekonfigurationen - Modellrechnungen -. Abschlussbericht PEF 92/007/02, Forschungszentrum Karlsruhe. Schädler, G., Bächlin, W., Lohmeyer, A., van Wees, T. (1996): Vergleich und Bewertung derzeit verfügbarer mikroskaliger Strömungs- und Ausbreitungsmodelle. In: Berichte Umweltforschung Baden-Württemberg (FZKA-PEF 138). SHP, Lohmeyer (2012): Landeshauptstadt Hannover, Optimierung der Verkehrsabläufe auf den besonders luftschadstoffbelasteten Strecken im Stadtgebiet Pilotprojekt Marienstraße/Sallstraße. Fachgutachten im Auftrag der Landeshauptstadt Hannover, Fachbereich Tiefbau. Bearbeitung: SHP Ingenieure, Hannover und Ingenieurbüro Lohmeyer, Radebeul. TREMOD (2010): TREMOD Transport Emission Model: Fortschreibung und Erweiterung Daten- und Rechenmodell: Energieverbrauch und Schadstoffemissionen des motorisierten Verkehrs in Deutschland Im Auftrag des Umweltbundesamtes, FKZ , Version 5.1, ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg UBA (2010): Handbuch Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs, Version 3.1/Februar Dokumentation zur Version Deutschland erarbeitet durch INFRAS AG Bern/Schweiz in Zusammenarbeit mit IFEU Heidelberg. Hrsg.: Umweltbundesamt Berlin.

76 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 73 UMK (2004): Partikelemissionen des Straßenverkehrs. Endbericht der UMK AG,,Umwelt und Verkehr. Oktober VDI (2003): Umweltmeteorologie - Kfz-Emissionsbestimmung Luftbeimengungen. VDI- Richtlinie VDI 3782 Blatt 7. Hrsg.: Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) im VDI und DIN Normenausschuss, Düsseldorf, November 2003.

77 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 74 A N H A N G A1 BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFFKONZENTRATIONEN AN KFZ-STRASSEN

78 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 75 A1 BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFFKONZENTRATIONEN AN KFZ-STRASSEN A1.1 Grenzwerte Durch den Betrieb von Kraftfahrzeugen entstehen eine Vielzahl von Schadstoffen, welche die menschliche Gesundheit gefährden können, z.b. Stickoxide (NO x als Summe von NO und NO 2 ), Kohlenmonoxid (CO), Schwefeldioxid (SO 2 ), Benzol, Partikel, etc. Im vorliegenden Gutachten werden Konzentrationen bzw. Immissionen von Luftschadstoffen ermittelt. Deren Angabe allein vermittelt jedoch weder Informationen darüber, welche Schadstoffe die wichtigsten sind, noch einen Eindruck vom Ausmaß der Luftverunreinigung im Einflussbereich einer Straße. Erst ein Vergleich der Schadstoffkonzentrationen mit schadstoffspezifischen Beurteilungswerten, z.b. Grenz- oder Vorsorgewerten lässt Rückschlüsse auf die Luftqualität zu. Darauf wird im Folgenden eingegangen. Grenzwerte sind rechtlich verbindliche Beurteilungswerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit, der Vegetation oder des Bodens, die einzuhalten sind und nicht überschritten werden dürfen. Die in Deutschland für den Einflussbereich von Straßen maßgebenden Grenzwerte sind in der 39. BImSchV (2010) benannt, dort als Immissionsgrenzwert bezeichnet. Bezüglich verkehrsbedingter Luftschadstoffe sind derzeit NO 2, PM 10 und PM 2,5 von Bedeutung, gelegentlich werden zusätzlich noch die Schadstoffe Benzol und Kohlenmonoxid betrachtet. Ruß wird nicht betrachtet, weil es nach Erscheinen der 33. BImSchV (2004) und dem damit erfolgten Zurückziehen der 23. BImSchV (1996) dafür keinen gesetzlichen Beurteilungswert mehr gibt. Ruß ist Bestandteil von PM 10 und wird damit indirekt erfasst. Die Grenzwerte der 39. BImSchV sind in Tab. A1.1 angegeben. Ergänzend zu diesen Grenzwerten nennt die 39. BImSchV Toleranzmargen; das sind in jährlichen Stufen abnehmende Werte, um die der jeweilige Grenzwert innerhalb festgesetzter Fristen überschritten werden darf, ohne in Deutschland die Erstellung von Luftreinhalteplänen zu bedingen. Diese Werte werden als Übergangsbeurteilungswerte bezeichnet, sofern sie aufgrund der zeitlichen Zusammenhänge in den Betrachtungen der Planungen Berücksichtigung finden. Zusätzliche Luftschadstoffe zu den genannten werden meist nicht betrachtet, da deren Immissionen in Deutschland typischerweise weit unterhalb der geltenden Grenzwerte liegen. In der 39. BImSchV (2010) werden auch Zielwerte für PM 2,5, Arsen, Kadmium, Nickel und Benzo(a)pyren (BaP) in der Luft als Gesamtgehalt in der PM 10 -Fraktion über ein Kalenderjahr

79 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 76 gemittelt festgesetzt. Ein Zielwert ist die nach Möglichkeit in einem bestimmten Zeitraum zu erreichende Immissionskonzentration, um die schädlichen Einflüsse auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt insgesamt zu vermeiden, zu verhindern oder zu verringern. Die verkehrsbedingten Zusatzbelastungen dieser genannten Schadstoffe liegen selbst an stark befahrenen Hauptverkehrsstraßen meist deutlich unterhalb der Hintergrundbelastung und werden deshalb ebenfalls nicht mitbetrachtet. Stoff Mittelungszeit Grenzwert Geltungszeitpunkt NO 2 Stundenmittelwert 200 µg/m 3 maximal 18 Überschreitungen / Jahr seit 2010 NO 2 Jahresmittelwert 40 µg/m 3 seit 2010 Partikel (PM 10 ) Tagesmittelwert 50 µg/m 3 maximal 35 Überschreitungen / Jahr seit 2005 Partikel (PM 10 ) Jahresmittelwert 40 µg/m 3 seit 2005 Partikel (PM 2,5 ) Jahresmittelwert 25 µg/m³ ab 2015 Benzol Jahresmittelwert 5 µg/m 3 seit 2010 Kohlenmonoxid (CO) 8 h gleitender Wert 10 mg/m 3 seit 2005 Tab. A1.1: Immissionsgrenzwerte nach 39. BImSchV (2010) für ausgewählte (verkehrsrelevante) Schadstoffe Der Inhalt der am 11. Juni 2008 in Kraft getretenen EU-Luftqualitätsrichtlinie 2008/50/EG ist mit der 39. BImSchV in nationales Recht umgesetzt. In der 39. BImSchV wurden u.a. die Inhalte der 22. BImSchV und 33. BImSchV zusammengefasst, sodass diese beiden BImSchV aufgehoben wurden. Ein neues Element der 39. BImSchV ist die Einführung eines Immissionsgrenzwertes für die Feinstaubfraktion PM 2,5 (Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser kleiner 2,5 µm), der ab dem 1. Januar 2015 einzuhalten ist. Für davor liegende Jahre werden Toleranzmargen genannt, die hier im Kap. A1.2 beschrieben werden. A1.2 Vorsorgewerte für PM 2,5 Da der Vergleich von Luftschadstoffkonzentrationen mit Grenzwerten allein noch nicht ausreichend ist, um eine Luftschadstoffkonzentration zu charakterisieren, gibt es zusätzlich zu den Grenzwerten so genannte Vorsorgewerte bzw. Zielwerte zur langfristigen Verbesserung der Luftqualität.

80 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 77 Die 39. BImSchV weist als Zielwert einen PM 2,5 -Jahresmittelwert von 25 µg/m³ aus, der bereits heute eingehalten werden sollte und ab dem Jahr 2015 ein Grenzwert wird. Für den Immissionsgrenzwert für PM 2,5 von 25 µg/m³ ab dem Jahr 2015 wurde eine Toleranzmarge von 5 µg/m³ erlassen, die sich ab dem 1. Januar 2009 in jährlichen Stufen um ein Siebentel (ca. 0,7 µg/m³) vermindert. Diese Toleranzmarge darf überschritten werden, ohne die Erstellung von Luftreinhalteplänen zu bedingen. Der jeweilige jährliche Wert wird hier als Übergangsbeurteilungswert bezeichnet. In der 39. BImSchV wird ergänzend zur Einhaltung des Grenzwertes als nationales Ziel gefordert, ab dem Jahr 2015 den Indikator für die durchschnittliche PM 2,5 -Exposition von 20 µg/m³ im Jahresmittel einzuhalten. Die durchschnittliche PM 2,5 -Exposition für das Referenzjahr 2010 ist vom UBA festzustellen und basiert auf dem gleitenden Jahresmittelwert der Messstationen im städtischen und regionalen Hintergrund für die Jahre 2008 bis Ab dem Jahr 2020 soll als Zielwert eine reduzierte durchschnittliche PM 2,5 -Exposition eingehalten werden. Das Reduktionsziel beträgt in Abhängigkeit vom Ausgangswert im Referenzjahr 2010 bis zu 20%, mindestens jedoch soll das Ziel von 18 µg/m³ im Jahr 2020 erreicht werden. A1.3 Europäische Richtlinien zur Bewertung von Luftschadstoffen Die EU-Luftqualitätsrichtlinie 2008/50/EG ist mit ihrer Veröffentlichung im Amtsblatt der Europäischen Union am 11. Juni 2008 in Kraft getreten. Mit der 39. BImSchV hat die Bundesregierung die EU-Richtlinie weitgehend in nationales Recht umsetzt. Im Unterschied zur 39. BImSchV soll nach der EU-Luftqualitätsrichtlinie ab dem Jahr 2020 ein PM 2,5 -Richtgrenzwert von 20 µg/m 3 im Jahresmittel (Stufe 2 im Anhang XIV) zum Grenzwert werden. Im Jahr 2013 wird dieser Richtgrenzwert von der EU-Kommission anhand zusätzlicher Informationen über die Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt, die technische Durchführbarkeit und die Erfahrungen mit dem Zielwert in den Mitgliedstaaten überprüft.

81 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 78 A N H A N G A2 FEHLERDISKUSSION FÜR IMMISSIONSBERECHNUNG

82 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 79 A2 FEHLERDISKUSSION FÜR IMMISSIONSBERECHNUNG Immissionsprognosen als Folge der Emissionen des KFZ-Verkehrs sind ebenso wie Messungen der Schadstoffkonzentrationen fehlerbehaftet. Bei der Frage nach der Zuverlässigkeit der Berechnungen und der Güte der Ergebnisse stehen meistens die Ausbreitungsmodelle im Vordergrund. Die berechneten Immissionen sind aber nicht nur abhängig von den Ausbreitungsmodellen, sondern auch von einer Reihe von Eingangsinformationen, wobei jede Einzelne dieser Größen einen mehr oder weniger großen Einfluss auf die prognostizierten Konzentrationen hat. Wesentliche Eingangsgrößen sind die Emissionen, die Bebauungsstruktur, meteorologische Daten und die Hintergrundbelastung. Es ist nicht möglich, auf Basis der Fehlerbandbreiten aller Eingangsdaten und Rechenschritte eine klassische Fehlerberechnung durchzuführen, da die Fehlerbandbreite der einzelnen Parameter bzw. Teilschritte nicht mit ausreichender Sicherheit bekannt sind. Es können jedoch für die einzelnen Modelle Vergleiche zwischen Naturmessungen und Rechnungen gezeigt werden, anhand derer der Anwender einen Eindruck über die Güte der Rechenergebnisse erlangen kann. In einer Sensitivitätsstudie für das Projekt "Europäisches Forschungszentrum für Maßnahmen zur Luftreinhaltung - PEF" (Flassak et al., 1996) wird der Einfluss von Unschärfen der Eingangsgrößen betrachtet. Einen großen Einfluss auf die Immissionskenngrößen zeigen demnach die Eingangsparameter für die Emissionsberechnungen sowie die Bebauungsdichte, die lichten Abstände zwischen der Straßenrandbebauung und die Windrichtungsverteilung. Hinsichtlich der Fehlerabschätzung für die KFZ-Emissionen ist anzufügen, dass die Emissionen im Straßenverkehr bislang nicht direkt gemessen, sondern über Modellrechnungen ermittelt werden. Die Genauigkeit der Emissionen ist unmittelbar abhängig von den Fehlerbandbreiten der Basisdaten (d.h. Verkehrsmengen, Emissionsfaktoren, Fahrleistungsverteilung, Verkehrsablauf). Nach BASt (1986) liegt die Abweichung von manuell gezählten Verkehrsmengen (DTV) gegenüber simultan erhobenen Zähldaten aus automatischen Dauerzählstellen bei ca. 10%. Für die statistische Fehlerbandbreite der NO x -Emissionsfaktoren mit warmem Motor findet man bei Kühlwein (2004) Abschätzungen von 10% bis 20% für Autobahnen bzw. Innerorts-

83 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 80 straßen. Aussagen über die statistischen Fehler bei der Berücksichtigung von Kaltstartkorrekturen sind nach Angaben des Autors nicht möglich. Für Emissionsfaktoren liegen derzeit noch keine statistischen Erhebungen über Fehlerbandbreiten vor. Deshalb wird vorläufig ein mittlerer Schätzwert von ca. 20% angenommen. Weitere Fehlerquellen liegen in der Fahrleistungsverteilung innerhalb der nach Fahrzeugschichten aufgeschlüsselten Fahrzeugflotte, dem Anteil der mit nicht betriebswarmem Motor gestarteten Fahrzeuge (Kaltstartanteil) und der Modellierung des Verkehrsablaufs. Je nach betrachtetem Schadstoff haben diese Eingangsdaten einen unterschiedlich großen Einfluss auf die Emissionen. Untersuchungen haben beispielsweise gezeigt, dass die Emissionen, ermittelt über Standardwerte für die Anteile von leichten und schweren Nutzfahrzeugen und für die Tagesganglinien im Vergleich zu Emissionen, ermittelt unter Berücksichtigung entsprechender Daten, die durch Zählung erhoben wurden, Differenzen im Bereich von +/-20% aufweisen. Die Güte von Ausbreitungsmodellierungen war Gegenstand weiterer PEF-Projekte (Röckle & Richter, 1995 und Schädler et al., 1996). Schädler et al. führten einen ausführlichen Vergleich zwischen gemessenen Konzentrationskenngrößen in der Göttinger Straße, Hannover, und MISKAM-Rechenergebnissen durch. Die Abweichungen zwischen Mess- und Rechenergebnissen lagen im Bereich von 10%, wobei die Eingangsdaten im Fall der Göttinger Straße sehr genau bekannt waren. Bei größeren Unsicherheiten in den Eingangsdaten sind höhere Rechenunsicherheiten zu erwarten. Dieser Vergleich zwischen Mess- und Rechenergebnissen dient der Validierung des Modells, wobei anzumerken ist, dass sowohl Messung als auch Rechnung fehlerbehaftet sind. Hinzuzufügen ist, dass der Fehler der Emissionen sich direkt auf die berechnete Zusatzbelastung auswirkt, nicht aber auf die Hintergrundbelastung, d.h. dass die Auswirkungen auf die Gesamtimmissionsbelastung geringer sind.

84 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 81 A N H A N G A3 EMISSIONEN DER STRASSENABSCHNITTE

85 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.1: Mittlere NOx-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für den Ist-Zustand 2011

86 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.2: Mittlere NOx-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für die Variante V1 (Tempolimit 60 km/h, überwacht)

87 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.3: Mittlere NOx-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für die Variante V2 (Tempolimit 50 km/h, nicht überwacht)

88 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.4: Mittlere NOx-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für die Variante V3 (Tempolimit 50 km/h, überwacht)

89 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.5: Mittlere NOx-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für den Nullfall 2015

90 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.6: Mittlere NOx-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für den Nullfall 2020

91 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.7: Mittlere PM10-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für den Ist-Zustand 2011

92 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.8: Mittlere PM10-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für die Variante V1 (Tempolimit 60 km/h, überwacht)

93 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.9: Mittlere PM10-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für die Variante V2 (Tempolimit 50 km/h, nicht überwacht)

94 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.10: Mittlere PM10-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für die Variante V3 (Tempolimit 50 km/h, überwacht)

95 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.11: Mittlere PM10-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für den Nullfall 2015

96 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.12: Mittlere PM10-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für den Nullfall 2020

97 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.13: Mittlere verkehrsbedingte direkte NO2-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für den Ist-Zustand 2011

98 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.14: Mittlere verkehrsbedingte direkte NO2-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für die Variante V1 (Tempolimit 60 km/h, überwacht)

99 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.15: Mittlere verkehrsbedingte direkte NO2-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für die Variante V2 (Tempolimit 50 km/h, nicht überwacht)

100 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.16: Mittlere verkehrsbedingte direkte NO2-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für die Variante V3 (Tempolimit 50 km/h, überwacht)

101 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.17: Mittlere verkehrsbedingte direkte NO2-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für den Nullfall 2015

102 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Emission [mg/(m s)] Meter Abb. A3.18: Mittlere verkehrsbedingte direkte NO2-Emissionsdichte auf der Landshuter Allee und den querenden Straßen für den Nullfall 2020